KR20170075669A - Injection moulding method for the production of moulded parts, moulded part produced by means of injection moulding and also injection mould - Google Patents

Injection moulding method for the production of moulded parts, moulded part produced by means of injection moulding and also injection mould Download PDF

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Abstract

본 발명은 섬유 배향이 특별하게 국소적으로 조정되는 사출 성형된 강화 성형 부품의 제조방법에 관한 것이다. 바람직하게는, 사출 금형 벽에서 동적으로 제어되는 추가의 가열이 사용(변온으로 가열 가능한 채널)되고, 국소 캐비티(cavity) 영역은 주입시에 폴리머(플라스틱 물질 성형 화합물)의 고화 온도(임의의 경우, 부분 결정질인 플라스틱 물질의 경우 결정화 온도 이상이거나 비정질(amorphous) 플라스틱 물질의 경우 유리 전이 온도보다 높음) 이상의 온도로 가열된다.The present invention relates to a method of making an injection molded reinforced molded part in which the fiber orientation is specifically localized. Preferably, the additional heating, which is dynamically controlled in the injection mold wall, is used (channel heatable to a temperature) and the local cavity region is heated to the solidification temperature of the polymer (plastic molding compound) , Higher than the crystallization temperature for partially crystalline plastic materials or higher than the glass transition temperature for amorphous plastic materials).

Description

성형 부품의 제조를 위한 사출 성형 방법, 사출 성형으로 제조되는 성형 부품 및 사출 금형{Injection moulding method for the production of moulded parts, moulded part produced by means of injection moulding and also injection mould}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an injection molding method for manufacturing a molded part, a molded part manufactured by injection molding and an injection mold,

본 발명은 섬유 배향이 특별하게 국소적으로 조정되는 사출 성형된 강화 성형 부품의 제조방법에 관한 것이다. 바람직하게는, 사출 금형 벽에서 동적으로 제어되는 추가의 가열이 사용(변온으로 가열 가능한 채널)되고, 국소 캐비티(cavity) 영역은 주입시에 폴리머(플라스틱 물질 성형 화합물)의 고화 온도(임의의 경우, 부분 결정질인 플라스틱 물질의 경우 결정화 온도 이상이거나 비정질(amorphous) 플라스틱 물질의 경우 유리 전이 온도보다 높음) 이상의 온도로 가열된다.The present invention relates to a method of making an injection molded reinforced molded part in which the fiber orientation is specifically localized. Preferably, the additional heating, which is dynamically controlled in the injection mold wall, is used (channel heatable to a temperature) and the local cavity region is heated to the solidification temperature of the polymer (plastic molding compound) , Higher than the crystallization temperature for partially crystalline plastic materials or higher than the glass transition temperature for amorphous plastic materials).

종래의 사출 성형에서는 금형 벽 온도가 일반적으로 각각의 플라스틱 물질에 대한 고화 온도(부분 결정성 플라스틱 물질의 경우 결정화 온도 또는 비정질 플라스틱 물질의 경우 유리 전이 온도) 이하의 온도로 제어된 금형에 플라스틱 물질 용융물이 주입된다. 이로써 용융물 전면의 중심부는 유동성을 유지하고 플라스틱 물질은 사출 압력에 의해 캐비티 내에서 전방으로 유도되며, 금형 벽 근처의 가장자리 구역은 급속히 냉각되어 고화된다. 금형 캐비티가 충진되고, 플라스틱 물질이 완전히 고화되면 금형에서 성형부품이 이형된다. 전체 사출 성형 주기에서 금형 벽은 동일한 온도로 유지된다. 따라서, 금형 온도 제어는 각각의 주입 동안 금형으로 도입되는 임의의 가능한 결정화 열을 포함하여 용융물의 열에너지를 발산시키기 위한 냉각으로 이해될 수 있다. In conventional injection molding, the mold wall temperature is generally controlled to a temperature equal to or lower than the solidification temperature (the crystallization temperature for the partially crystalline plastic material or the glass transition temperature for the amorphous plastic material) for each plastic material, . Whereby the central portion of the melt front remains fluid and the plastic material is directed forward in the cavity by the injection pressure and the edge zone near the mold wall rapidly cools and solidifies. When the mold cavity is filled and the plastic material is completely solidified, the molded part is released from the mold. In the entire injection molding cycle, the mold walls are maintained at the same temperature. Thus, mold temperature control can be understood as cooling to dissipate the thermal energy of the melt, including any possible crystallization heat introduced into the mold during each injection.

긴 유동 경로와 동시에 얇은 두께의 벽의 경우, 이는 횡단면의 결빙을 초래할 수 있으며, 따라서 캐비티의 완전한 충진을 방지할 수 있다. 또한, 구조화된 표면 및 고광택 표면에 완전하게 재현될 수 없다. 나아가, 유동 전선이 함께 흐르면 가시적인 접합선이 형성된다.In the case of a thin wall at the same time as a long flow path, this can lead to freezing of the cross section, thus preventing complete filling of the cavity. Also, it can not be completely reproduced on structured surfaces and high-gloss surfaces. Further, when the flow wires are flowed together, a visible bonding line is formed.

이른바 변온 금형 온도 제어는 상기 언급한 문제에 대한 해결책을 제공한다. 추가의 가열을 통해, 캐비티는 부분 결정질 플라스틱 물질(또는 비정질 플라스틱 물질의 경우에는 유리 전이 온도)의 용융 온도(적어도 결정화 온도를 초과하는) 수준으로 주입 시 가열되고, 금형 충진을 완료한 후, 고화 온도보다 현저하게 낮은 온도로 냉각된다. 금형 벽의 가열은 본질적으로 전체 표면에 걸쳐있으므로 균일하게 실시된다. 사출 성형 중에 이 방법으로 달성될 수 있는 보다 높은 용융 온도 및 금형 온도의 결과로써, 폴리머 용융물의 점도가 현저하게 감소되고 문제가 있는 부분의 성형이 개선되거나 모두 가능해진다. 온도 변화는 적절한 생산성이 보장될 수 있도록 가능한 신속하게 달성되어야 한다.The so-called thermoforming mold temperature control provides a solution to the above-mentioned problem. Through further heating, the cavity is heated upon injection to a level of melting temperature (at least above the crystallization temperature) of the partially crystalline plastic material (or glass transition temperature in the case of amorphous plastic material), and after completion of the mold filling, Is cooled to a temperature significantly lower than the temperature. The heating of the mold walls is essentially uniform over the whole surface. As a result of the higher melting temperatures and mold temperatures that can be achieved in this manner during injection molding, the viscosity of the polymer melt is significantly reduced and the molding of the problematic part is improved or both become possible. Temperature changes should be achieved as quickly as possible to ensure adequate productivity.

변온 금형 온도 제어의 장점:Advantages of thermoforming mold temperature control:

* 구성요소의 왜곡 및 변형의 최소화* Minimize component distortion and distortion

* 발포 플라스틱 물질을 통해서도 고광택 표면을 형성* Highly polished surface even through foam plastic material

* 성형 부품의 표면에 섬유질 흔적을 피함Avoid traces of fiber on the surface of molded parts

* 얇은 벽으로 구성요소의 성형이 가능함* Molding of components with thin walls is possible

* 두꺼운 벽 구성요소의 경우 사이클 시간 단축* Reduced cycle time for thick wall components

* 높은 균질성 및 견고성* High homogeneity and robustness

* 접합선이 보이지 않음* Seam line not visible

이러한 변온 금형 온도 제어의 유형에서, 전체 캐비티(금형 벽)는 사출 성형 사이클 중에 가열되거나 냉각된다. 비강화 성형 화합물의 경우, 접합선 강도의 확실한 향상을 확인할 수 있다. 이와는 대조적으로, 강화 섬유, 예를 들어 탄소 섬유 또는 유리 섬유를 포함하는 강화된 성형 화합물이 주입되면, 섬유 배향은 주로 게이트 위치 및 이로부터 생성된 유동 경로에 의해 정의되기 때문에 종래의 사출 성형 방법에 비해 변형 온도 제어에 의해 섬유 배향이 변하지 않는다. 따라서 실제 일부 접합선은 성형 부품 표면에서 시각적으로 사라지지만, 성형 부품 자체에서는 사라지지 않는다. 강화된 성형 화합물에 기초한 성형 부품의 강도는 섬유 배향에 의해 좌우되기 때문에 접합선 강도는 결코 개선되지 않는다.In this type of mold temperature control, the entire cavity (mold wall) is heated or cooled during the injection molding cycle. In the case of the unreinforced molding compound, a definite improvement in the bonding line strength can be confirmed. In contrast, when a reinforced molding compound, such as carbon fiber or glass fiber, is injected, the fiber orientation is defined by the gate position and the flow path created therefrom, The fiber orientation is not changed by the strain temperature control. Thus, some actual joining lines disappear visually from the surface of the molded part, but do not disappear from the molded part itself. The bond line strength is never improved because the strength of the molded part based on the reinforced molding compound is dependent on the fiber orientation.

따라서, 본 발명의 목적은 국소적으로 제한된 변온 금형 온도 제어에 의해 정의된 방식으로 플라스틱 물질 용융물 내의 강화 섬유의 배향을 조정할 수 있는 새로운 사출 성형 방법을 제공하는 것으로써, 이에 따라 주요 하중 방향(주요 응력 방향)에서의 강도가 개선된다.It is therefore an object of the present invention to provide a new injection molding method capable of adjusting the orientation of the reinforcing fibers in the plastic material melt in a manner defined by locally limited temperature mold temperature control, Stress direction) is improved.

또한, 본 발명의 목적은 함유되는 섬유 배향의 특정 정렬이 존재하는 상응하는 성형 부품에 관한 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 성형 부품의 제조 또는 본 발명에 따른 방법의 구현을 위한 상응하는 사출 금형을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to a corresponding molded part in which a specific alignment of the fiber orientation is present. It is a further object of the present invention to provide a corresponding injection mold for the production of molded parts according to the invention or for the implementation of the method according to the invention.

이 목적은 청구항 제 1항의 본 발명에 따른 방법, 제 17항의 상응하게 제조되는 성형 부품, 제 19항의 사출 금형과 관련되어 달성된다. 각각의 종속항은 바람직한 개량을 나타낸다.This object is achieved in connection with the method according to the invention of claim 1, the correspondingly produced molded part according to claim 17, the injection mold according to claim 19. Each dependent term represents a preferred improvement.

본 발명은 열가소성 성형 화합물로 제조되는 성형 부품을 제조하기 위한 사출 성형 방법에 관한 것으로, 이들 성형 화합물은 강화섬유를 포함한다.The present invention relates to an injection molding method for producing a molded part made of a thermoplastic molding compound, wherein the molding compound comprises reinforcing fibers.

열가소성 성형 화합물은 가소화 상태에서 사출 금형에 충진되고, 사출 금형은 제조되는 성형 부품의 외형을 재현하는 캐비티를 갖는다. 이에 의해, 열가소성 성형 화합물은 규정된 온도 θFM까지 가열되며, 이에 따라 상기 온도는 열가소성 성형 화합물이 사출 성형이 실시될 수 있는 가소화 상태에 있도록 매우 높게 선택된다.The thermoplastic molding compound is filled in an injection mold in the plasticized state, and the injection mold has a cavity for reproducing the appearance of the molded part to be produced. Thereby, the thermoplastic molding compound is heated to the prescribed temperature &thetas; FM , whereby the temperature is chosen very high so that the thermoplastic molding compound is in a plasticized state in which injection molding can be carried out.

이에 따라 사출 금형은 열가소성 성형 화합물이 사출 금형 캐비티 내로 공급될 수 있는 게이트 위치를 갖는다. 일반적으로, 사출 금형은 단일 게이트 위치를 갖지만, 본 발명은 특정 구현예로 제한되지는 않으며, 사출 금형이 복수의 게이트 위치를 갖는 것이 또한 가능하다.Whereby the injection mold has a gate position at which the thermoplastic molding compound can be fed into the injection mold cavity. Generally, the injection mold has a single gate position, but the present invention is not limited to any particular embodiment, and it is also possible that the injection mold has a plurality of gate positions.

본 발명에 따른 방법에 따르면, 사출 금형 캐비티가 열가소성 성형 화합물로 규정된 충진량까지 과충진되거나, 완전히 충진되거나, 부분적으로 충진되는 사출 금형 캐비티가 제공된다. 과충진은 사출 금형 캐비티의 부피와 비교하여 보다 큰 부피의 열가소성 몰딩 화합물이 사출 주형의 캐비티 내로 공급되는 것을 의미한다. 따라서, 사출 금형 캐비티의 과충진은 열가소성 성형 화합물의 일부, 즉 부피에 비례하여 초과의 성형 화합물이 사출 금형 캐비티로부터 나와야 한다는 것을 의미한다. 이는 예를 들어 사출 금형 캐비티의 이러한 목적을 위해 제공되는 배출 개구부를 통해 실시될 수 있을 뿐만 아니라, 사출 금형을 형성하고 캐비티가 밀폐되는 두 개의 부분 금형을 통하여 접촉점을 통해 나오는 초과량의 성형 화합물에 의해 실시될 수 있다. 마찬가지로, 사출 금형 캐비티가 완전히 충진되고, 사출 금형 캐비티의 부피에 상응하는 열가소성 성형 화합물의 부피가 사출 금형 캐비티 내로 정확하게 공급되는 것이 가능하다. 또한, 추가적으로 사출 금형 캐비티가 단지 부분적으로 예를 들어 규정된 충진 레벨로 충진되는 것이 가능하며, 사출 금형 캐비티의 부피에 비해 열가소성 성형 화합물의 더 적은 부피가 사출 금형 내로 공급된다.According to the method according to the present invention, an injection mold cavity is provided in which the injection mold cavity is filled, fully filled, or partially filled up to the filling amount specified by the thermoplastic molding compound. And filling means that a larger volume of the thermoplastic molding compound is fed into the cavity of the injection mold as compared to the volume of the injection mold cavity. Thus, overfilling of the injection mold cavity means that a proportion of the thermoplastic molding compound, i.e., the molding compound in excess of the volume, must exit the injection mold cavity. This can be done, for example, through the discharge openings provided for this purpose in the injection mold cavity, as well as by forming an injection mold and allowing the cavity to be filled with an excess amount of molding compound exiting the contact point through two sealed partial molds . ≪ / RTI > Likewise, it is possible that the injection mold cavity is completely filled, and the volume of the thermoplastic molding compound corresponding to the volume of the injection mold cavity is correctly supplied into the injection mold cavity. In addition, it is further possible for the injection mold cavity to be filled only partially, e.g. at a prescribed filling level, and a smaller volume of the thermoplastic molding compound is supplied into the injection mold compared to the volume of the injection mold cavity.

본 발명에 따르면, 하나 이상의 벽에서 사출 금형 캐비티가 궤적을 따라 연장되는 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널을 갖는다. 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널에 의해, 사출 금형 캐비티를 한정하는 벽의 불균일한 가열이 가능하다. 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널에 의해, 온도 구배가 사출 금형 벽에서 실현될 수 있다. 공지 기술과 비교하여, 변온 온도 제어 기술에 의해, 사출 금형 캐비티 벽의 완전-표면 가열이 실시되지 않고 단지 전술한 실시만을 가능하게 하는 국소적으로 제한된 온도 제어에 불과하다.According to the present invention, the injection mold cavity in one or more walls has a channel that can be heated to one or more of the transition temperatures along the trajectory. Uneven heating of the walls defining the injection mold cavity is possible by channels that can be heated to one or more of the transition temperatures. By means of a channel which can be heated by one or more temperature changes, a temperature gradient can be realized in the injection mold wall. In comparison with the known technology, the temperature control technique is only limited to locally limited temperature control, which does not allow full-surface heating of the injection mold cavity wall but allows only the above-described implementation.

따라서, 변온으로 가열 가능한 채널 또는 채널들은 사출 금형의 벽에 함입된다. 따라서, 변온으로 가열 가능한 채널은 사출 금형 벽 및 캐비티의 표면의 온도 제어를 위해 작용된다. 변온으로 가열 가능한 채널 또는 채널들의 궤적은 채널 또는 채널들이 사출 금형 캐비티를 한정하는 벽에 평행하는 방향인 것으로 이해된다. 바람직하게는, 궤적은 사출 금형 캐비티를 한정하는 벽에 평행하게 연장되는 벡터 성분으로써, 표면에서의 돌출부에서 변온으로 가열 가능한 채널 또는 채널들의 경로를 재현시킨다. 변온으로 가열 가능한 채널이 균일하게 넓은 스트립으로 형성되는 경우, 이 채널의 중심선을 따라 궤적이 형성된다. 중심선을 따른 궤적의 결정은 마찬가지로 변온으로 가열 가능한 채널의 가변 폭의 경우에 수행될 수 있다.Thus, channels or channels that can be heated by the temperature change are embedded in the wall of the injection mold. Thus, the channels that can be heated by the temperature change are operated for temperature control of the surface of the injection mold wall and the cavity. It is understood that the locus of channels or channels that can be heated by the temperature of the transition is a direction in which the channels or channels are parallel to the wall defining the injection mold cavity. Preferably, the trajectory is a vector component extending parallel to the wall defining the injection mold cavity, reproducing the path of channels or channels that can be heated to a temperature at the protrusions at the surface. When a channel that can be heated by the temperature change is uniformly formed into a wide strip, a locus is formed along the center line of the channel. The determination of the locus along the centerline can likewise be performed in the case of a variable width of the channel which can be heated by the temperature change.

궤적은 바람직하게는 전체 경로에 걸쳐 미분 가능하고/하거나 일정하며; 채널의 분지(branching) 및 그에 상응하는 해당 궤적이 제공되는 영역에서 배제된다. 예시로 주어지는 궤적의 경로가 공통의 유입 및 유출에 대해 선형, 곡선, 파동이거나 원형일 수도 있다.The trajectory is preferably differentiable and / or constant over the entire path; Is excluded in the region where branching of the channel and its corresponding corresponding trajectory are provided. The path of the trajectory given as an example may be linear, curved, wavy or circular for common inflow and outflow.

바람직한 구현예에 따르면, 단지 하나의 단일의 변온으로 가열 가능한 채널이 사출 금형의 벽에 존재하거나 또는 사출 금형의 벽 당 하나의 단일의 변온으로 가열 가능한 채널이 존재하는 것이 제공된다. 마찬가지로, 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널은 분지점을 가지며 단일의 변온으로 가열 가능한 채널을 형성하기 위해 함께 재차 묶일 수 있는 복수의 영역에서 연장될 수 있다.According to a preferred embodiment, it is provided that there is a channel which can be heated by only one single temperature, in the wall of the injection mold, or a channel which can be heated by one single temperature change per wall of the injection mold. Likewise, channels that can be heated to one or more of the transition temperatures can extend in a plurality of regions that have branch points and can be re-tied together to form channels that are heatable at a single temperature.

사출 금형이 복수의 변온으로 가열 가능한 채널을 갖는 경우, 금형 캐비티 벽의 균일한 가열이 실시되지 않고, 오히여 비균일한 온도 프로파일이 달성되도록 이들은 서로 충분히 넓은 공간에 있도록 보장되어야 한다. 따라서, 사출 성형 공정 시, 보다 높은 점도가 나머지 영역에 제공되거나 열가소성 성형 화합물이 고화되는 반명에 변온 채널 또는 변온 채널들 영역에 열가소성 성형 화합물은 여전히 가공 가능한 상태, 즉 용융 상태로 유지되어 하다는 것이 보장되어야 한다.If the injection mold has channels that can be heated to a plurality of temperatures, uniform heating of the mold cavity walls is not to be ensured and they must be ensured to be in a sufficiently large space so that a non-uniform temperature profile is achieved. Therefore, in the injection molding process, it is ensured that the thermoplastic molding compound is still in a processable state, i.e., a molten state, in a region of the temperature-sensitive channel or temperature-change channels where a higher viscosity is provided in the remaining region or the thermoplastic molding compound is solidified. .

본 발명에 따른 방법의 경우, 사출 금형의 충진 이전, 충진 동안 및/또는 충진 이후에, 영구적으로 또는 적어도 일시적으로 벽의 하나 이상의 변온 채널을 갖는 사출 금형의 영역이 온도 θVT로 설정되고 사출 금형의 벽의 나머지 영역이 온도 θW로 설정되며, θWVT이다. 이 온도 차이는 적어도 열가소성 성형 화합물의 최종 냉각까지 유지된다.For the process according to the invention, since the previous filling of the injection mold, filled during and / or filled, it is permanently or at least temporarily to the area of the injection mold having at least one byeonon channel of the wall is set to a temperature θ VT injection mold and the rest of the wall of the set temperature θ W, W is θ <θ VT. This temperature difference is maintained at least until the final cooling of the thermoplastic molding compound.

전술한 사출 금형의 상이한 영역에서의 온도 차이는 예를 들어, 사출 성형 주기의 전체 기간 즉, 본 발명에 따른 방법 동안 유지될 수 있지만, 적어도 열가소성 성형 화합물이 고화될 때까지 열가소성 성형 화합물의 냉각시까지 유지될 수 있다. 이 냉각은 예를 들어 더 이상 가열하지 않거나 또는 사출 금형 전체를 능동적으로 냉각함으로써 달성될 수 있다.The temperature difference in the different regions of the injection mold described above can be maintained during the entire duration of the injection molding cycle, i. E. During the method according to the invention, but at least during the cooling of the thermoplastic molding compound until the thermoplastic molding compound is solidified Lt; / RTI &gt; This cooling can be achieved, for example, by no further heating or by actively cooling the entire injection mold.

마찬가지로, 사출 성형 공정의 초기에, 우선적으로 θWVT이며, 즉 전체 사출 금형이 동일한 온도를 가질 수 있다. 단지 공정 과정에서, 즉, 예를 들어 충진 동안 또는 과충진의 경우 또는 충진 및 과충진 동안 모두에서, 변온으로 가열 가능한 채널은 사출 금형의 나머지 영역보다 높은 온도로 온도 제어될 수 있다. 이로써 온도 차이는 예를 들어 더 이상 가열되거나 냉각되지 않고 남아있는 영역에서 사출 금형의 벽이 낮아짐으로써 달성될 수 있으며, 예를 들어 변온 채널 내의 온도는 가열에 의해 유지된다.Similarly, at the beginning of the injection molding process, it is preferentially θ W = θ VT , that is, the entire injection mold can have the same temperature. In merely process steps, i.e., for example during filling or overfilling, or both during filling and overfilling, channels which can be heated by the temperature can be temperature controlled to a higher temperature than the rest of the area of the injection mold. This allows the temperature difference to be achieved, for example, by lowering the wall of the injection mold in the remaining area without further heating or cooling, for example the temperature in the temperature-change channel is maintained by heating.

변온으로 가열 가능한 채널 또는 체널들의 온도 제어는 변온 채널의 선택적 가열에 의해 가능하게 된다.Temperature control of the channels or channels that can be heated by the transforming temperature is enabled by selective heating of the temperature-changing channels.

변온으로 가열 가능한 채널의 가열은 당업계에 공지된 가열 방법에 의해 달성될 수 있다. 이러한 가능성이 당업계에 공지되어 있으며, 예를 들어, 2011년 9월 16일에 발간된 M. H. Deckert, Technical University Chemnitz의 논문 "Beitrag zur Entwicklung eines hochdynamischen variothermen Temperiersystems fur SpritzgieBwerkzeuge"(사출 금형의 높은 동적 변온 온도 제어 시스템 개발에 관한 논문)이 참고된다. 또한, 변온 온도 제어 시스템을 실현하기 위한 본원에 제시된 모든 가능성이 본 발명에 따른 변온으로 가열 가능한 채널의 온도 제어에 사용될 수 있다.The heating of the channel which can be heated by the temperature of the transition can be achieved by a heating method known in the art. Such possibilities are known in the art and are described, for example, in MH Deckert, Technical University Chemnitz, published on September 16, 2011, entitled " Beitrag zur Entwicklung eines hochdynamischen variothermen Temperiersystems fur Spritzgie Bwerkzeuge " A paper on control system development). In addition, all possibilities set forth herein for realizing the temperature-controlled temperature control system can be used for temperature control of channels which can be heated to the temperature of the present invention.

규정된 충진 레벨로 과충진, 완전 충진 또는 부분 충진한 이후에, 강화 섬유를 포함하는 열가소성 성형 화합물이 고화될 때까지 냉각되며, 이렇게 제조된 성형 부품은 이어서 사출 금형으로부터 이형된다.After overfilling, full filling or partial filling at the specified filling level, the thermoplastic molding compound comprising the reinforcing fibers is cooled until solidified, and the molded part thus produced is then released from the injection mold.

따라서, 본 발명의 본질적인 측면은 규정된 궤적을 따라 사출 금형의 벽에서 연장되는 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널의 존재이다. 이러한 또는 이들의 연장되는 변온 채널 또는 채널들에 의해, 사출 금형 캐비티 내에 위치하는 플라스틱 성형 화합물의 특정 온도 제어가 이 궤적을 따라 조정 가능하다. 따라서, 사출 금형 캐비티의 벽 표면에서의 온도 분포는 불균일하며, 사출 금형 벽의 나머지 영역보다 적어도 일시적으로 보다 높은 온도가 변온으로 가열 가능한 채널 또는 채널들의 궤적을 따라 달성될 수 있다. 따라서, 사출 금형 캐비티 내로 충진되는 열가소성 성형 화합물은 나머지 영역과는 독립적으로 이들 영역에서 추가적으로 가열될 수 있고, 보다 높은 온도 수준을 야기하며 따라서 이들 영역에서의 성형 화합물 온도가 나머지 성형 화합물의 수준을 초과하는 보다 높은 온도 수준을 야기할 수 있다. 결과적으로, 열가소성 성형 화합물의 점도가 추가의 가열 및 달성되는 보다 높은 온도 수준으로 인해 감소될 수 있고, 변온으로 가열 가능한 채널 또는 채널들의 궤적에 따른 열가소성 성형 화합물의 유동이 보조될 수 있게 된다. 따라서, 이 궤적에 따른 열가소성 성형 화합물의 유동이 사출 금형 캐비티의 충진 동안, 과충진 동안, 완전 충진 동안 또는 부분 충진 동안 보조된다. 궤적에 따른 열가소성 성형 화합물의 보조적 유동에 의해, 마찬가지로 열가소성 성형 화합물 내에서 분산된 상태로 존재하는 강화 섬유의 배향이 변온으로 가열 가능한 채널의 궤적을 따라 실시된다. 따라서 궤적을 따라 연장되는 변온으로 가열 가능한 채널 또는 채널들의 궤적에 따른 강화 섬유의 특정 배향이 실시될 수 있다.Thus, an essential aspect of the present invention is the presence of channels that can be heated to one or more of the transition temperatures extending from the wall of the injection mold along the defined trajectory. By these or by their extended temperature channels or channels, specific temperature control of the plastic molding compound located in the injection mold cavity is adjustable along this trajectory. Thus, the temperature distribution at the wall surface of the injection mold cavity is non-uniform and at least temporarily higher temperatures than the rest of the area of the injection mold wall can be achieved along the locus of channels or channels that can be heated by the temperature. Thus, thermoplastic molding compounds that are filled into the injection mold cavity can be additionally heated in these regions independently of the remaining regions, resulting in higher temperature levels and thus the molding compound temperature in these regions exceeds the level of the remaining molding compound Which can lead to higher temperature levels. As a result, the viscosity of the thermoplastic molding compound can be reduced due to additional heating and higher temperature levels achieved, and the flow of the thermoplastic molding compound along with the trajectory of channels or channels that can be heated by the temperature can be assisted. Thus, the flow of the thermoplastic molding compound along this locus is assisted during filling of the injection mold cavity, during overfilling, during full filling or during partial filling. By the supplemental flow of the thermoplastic molding compound along the locus, the orientation of the reinforcing fibers, which are likewise dispersed in the thermoplastic molding compound, is carried out along the locus of the channels which can be heated by the thermo-transformation. So that a specific orientation of the reinforcing fibers can be carried out according to the trajectory of channels or channels that can be heated to a temperature that extends along the trajectory.

본 발명에 따른 방법의 바람직한 구현예는 하나 이상의 오버플로우 개구부를 갖는 사출 금형이 제공된다. 사출 금형을 과충진할 때, 초과량의 열가소성 성형 화합물은 사출 금형 캐비티로부터 오버플로우 개구부를 통해 나온다. 바람직하게는, 오버플로우 캐비티가 오버플로우 개구부에 연결되고, 오버플로우 캐비티는 오버플로우 개구부와 유체 연통되며 오버플로우 개구부를 통해 사출 금형 캐비티와 유체 연통된다. 따라서, 오버플로우 캐비티는 사출 금형의 과충진 동안 오버플로우 개구부로부터 나오는 열가소성 성형 화합물의 초과량을 회수하는 역할을 한다. 회수된 열가소성 성형 화합물은 본 발명에 따른 방법 동안 재순환되고 재사용될 수 있다. 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널이 사출 금형의 게이트 위치에서 시작하여 하나 이상의 오버플로우 개구부까지 유도되어, 사출 금형이 과충진되는 경우에 열가소성 성형 화합물이 사출 금형 캐비티로부터 빠져나올 수 있고 하나 이상의 오버플로우 개구부를 통해 각각의 오버플로우 캐비티 내로 진입할 수 있는 것이 특히 바람직하다.A preferred embodiment of the method according to the invention is provided with an injection mold having at least one overflow opening. When filling the injection mold, an excess amount of thermoplastic molding compound emerges from the injection mold cavity through the overflow opening. Preferably, an overflow cavity is connected to the overflow opening, wherein the overflow cavity is in fluid communication with the overflow opening and in fluid communication with the injection mold cavity through the overflow opening. Thus, the overflow cavity serves to recover an excess amount of thermoplastic molding compound exiting the overflow opening during overfilling of the injection mold. The recovered thermoplastic molding compound can be recycled and reused during the process according to the invention. A channel that is heatable by one or more of the temperatures may be induced to the at least one overflow opening beginning at the gate position of the injection mold so that the thermoplastic molding compound can escape from the injection mold cavity when the injection mold is overfilled, Lt; RTI ID = 0.0 &gt; overflow &lt; / RTI &gt; cavities.

사출 주형이 과충진되는 본 발명에 따른 사출 성형 방법과 관련하여, 어떠한 추가의 성형 화합물도 사출 금형에 공급되지 않는 동안 대기 단계로 설계될 수 있는 사출 금형의 충진 단계 (a), 과충진 단계 (c) 및 충진과 과충진 사이의 단계 (b)에 대하여 하기 온도 제어가 바람직하다.With respect to the injection molding method according to the present invention in which the injection mold is filled, a filling step (a) of the injection mold, which can be designed as an atmospheric step while no additional molding compound is supplied to the injection mold, The following temperature control is preferred for step (b) between c) and filling and charging.

(1) 일정 온도 제어: 온도 θW 및 θVT는 단계 (a) 내지 (c) 동안 변하지 않고, 관계식 θW VT 가 항상 적용된다. θW는 저온 수준이며, θVT는 고온 수준이다.(1) Constant temperature control: Temperature θ W And θ VT is not changed during step (a) to (c), the relation θ W VT Is always applied. θ W is the low temperature level, and θ VT is the high temperature level.

(2) 변온 채널의 가열: θW는 단계 (a) 내지 (c) 동안 저온 수준에서 일정하다. 단계 (a)에서, θW 및 θVT는 바람직하게는 50K 미만으로 상이하고, 특히 θW =θVT이다. θVT는 단계 (b)에서 고온 수준이 되어 단계 (b) 및 (c)에 대해 θW VT가 된다. (2) Heating of the conduction channel: [theta] W is constant at low temperature levels during steps (a) - (c). In step (a),? W And θ VT is preferably a different, in particular θ W θ = VT to less than 50K. θ VT becomes the high temperature level in step (b) and θ W for steps (b) and (c) lt; VT .

(3) 나머지 성형 벽의 냉각: 이 대안은 θVT가 단계 (a) 내지 (c) 동안 고온 수준으로 일정하게 유지되고 단계 (a)에서 θw가 고온 수준을 갖는 것을 특징으로 한다. 단계 (a)에서, θW 및 θVT은 바람직하게는 50K 미만 차이로 유사한 온도를 가지며, 특히, θW =θVT이다. 온도 θW는 단계 (b)에서 저온 수준으로 낮아지며, 단계 (b) 및 (c)에 대해서 θW VT이다.(3) Cooling of the remaining molding walls: This alternative is characterized in that [theta] VT is kept constant at the high temperature level during steps (a) - (c) and that [theta] w in step (a) has a high temperature level. In step (a),? W And θ VT preferably has a similar temperature as the difference is less than 50K, and particularly, θ W θ = VT. The temperature? W is lowered to the low temperature level in step (b), and? W &lt;? VT for steps (b) and (c).

단계 (c)에서 온도 θW 및 θVT의 관계는 앞서 언급된 온도 제어 (1) 내지 (3)과 동일하며, 항상 θW VT이며, θVT는 항상 고온 수준이고, θW는 항상 저온 수준이다. 고온 레벨은 성형 화합물이 상당히 오랜 기간 동안 이 상태로 유지되더라도 이 온도 범위에서 유동성이 유지된다는 것을 의미한다. 저온 레벨은 성형 화합물이 이 온도 범위에서 유동성이 좋지 않거나 유동성이 없으며, 즉 고점성 또는 고화된 상태로 존재하는 것을 의미한다.In step (c), the temperature? W And θ VT of the relationship is the same as temperature control (1) to (3) mentioned above, always θ W <? VT ,? VT is always at a high temperature level, and? W is always at a low temperature level. The high temperature level means that the molding compound remains fluid at this temperature range even if it remains in this state for a very long period of time. The low temperature level means that the molding compound is poorly flowable or non-flowable in this temperature range, i. E. In a high viscosity or solid state.

단계 (c)의 종료 이후에 온도 θVT를 낮추어 성형 부품이 금형으로부터 이형될 수 있도록 한다.After termination of step (c), the temperature &lt; RTI ID = 0.0 &gt;# VT &lt; / RTI &gt; is lowered so that the molded part can be released from the mold.

(a) 내지 (c) 단계 내에서 변온 채널의 가열 또는 나머지 성형 벽의 냉각을 불필요하게 만드는 일정 온도 제어 (1)은 단계 (b)가 생략되거나 매우 짧게 유지되는 결과로써 특히 바람직하다.Constant temperature control (1) which makes heating of the temperature-changing channels or cooling of the remaining molding walls unnecessary within steps (a) - (c) is particularly preferred as a result of step (b) being omitted or kept very short.

사출 금형의 과충진이 수행되는 바람직한 구현예에 따르면, 하나 이상의 다음의 방안을 채택하는 것이 바람직하다:According to a preferred embodiment in which overfilling of the injection mold is carried out, it is preferred to adopt one or more of the following measures:

- 5 내지 100부피%, 바람직하게는 10 내지 70부피% 및 특히 바람직하게는 15 내지 50부피%의 사출 금형 캐비티 부피가 과충진되고; 오버플로우 캐비티의 부피가 바람직하게는 과충진되는 캐비티의 부피 비율에 상응한다. 예를 들어, 100부피%의 사출 금형 캐비티의 부피가 과충진되는 경우, 이는 사출 금형 주기 동안 캐비티의 부피가 오버플로우 캐비티를 포함하는 툴에 총 2회 주입된다는 것을 의미한다.- 5 to 100% by volume, preferably 10 to 70% by volume and particularly preferably 15 to 50% by volume of the injection mold cavity volume is overfilled; The volume of the overflow cavity preferably corresponds to the volume ratio of the overfilled cavity. For example, if the volume of the 100% by volume injection mold cavity is overfilled, this means that the volume of the cavity during the injection mold cycle is injected twice into the tool including the overflow cavity.

- 완전히 충진된 이후에, 과충진이 시작되기 이전에 2 내지 60초의 대기시간이 유지되고, 대기시간 동안 바람직하게는 벽에 하나 이상의 변온 채널을 갖는 사출 금형 영역에서의 온도 θVT 상승되고/상승되거나 사출 금형의 벽에 나머지 영역에서의 온도 θW 낮아지고/낮아지거나,After a full charge, a waiting time of 2 to 60 seconds is maintained before overfilling and during the waiting time the temperature &lt; RTI ID = 0.0 &gt; VT &lt; / RTI &gt; in the region of the injection mold with one or more temperature- The temperature &lt; RTI ID = 0.0 &gt; W &lt; / RTI &gt; in the remaining region on the wall of the injection mold Lowered / lowered,

- 과충진은 2 내지 60초의 시간 범위 동안 지속된다.- The filling is continued for a time range of 2 to 60 seconds.

예를 들어, 사출 금형의 나머지 영역이 가열되지 않는 동안, 사출 금형의 변온 채널의 가열만으로도 온도 차이의 조정이 실시될 수 있다.For example, while the remaining area of the injection mold is not heated, adjustment of the temperature difference can be performed by heating only the temperature-change channel of the injection mold.

상기 언급된 대기시간 동안, 열가소성 성형 화합물이 캐비티 내로 추가적인 공급이 발생하지 않으며, 이는 대기시간의 종료 후에만 수행된다. 따라서, 이러한 추가의 공급은 종래의 사출 성형 주기에서의 체류 압력 단계(dwell pressure phase)와 동일할 수 있다. 대기시간 동안, 변온으로 가열 가능한 채널 또는 변온으로 가열 가능한 채널들의 영역에서 온도 제어가 바람직하게 유지된다. 임의적으로, 냉각이 캐비티 벽의 나머지 영역에서 수행될 수 있다. 따라서, 사출 금형 캐비티에서 열가소성 성형 화합물이 유동 가능하고 열가소적으로 가공될 수 있는 반면에 사출 금형 캐비티의 나머지 영역에 있는 열가소성 성형 화합물은 임의적으로 이미 냉각되고 매우 또는 완전하게 고화될 수 있다. 체류 압력 동안, 배타적이지는 않더라도, 열가소성 성형 화합물의 유동은 변온으로 가열 가능한 채널 또는 채널들의 궤적의 영역에서 바람직하게 실시되며, 그 결과로써, 유동에 따른, 즉 궤적에 따른 열가소성 성형 화합물에 함유되는 강화 섬유의 특정 배향이 실시된다.During the above-mentioned waiting time, no additional feeding of the thermoplastic molding compound into the cavity takes place, which is carried out only after the end of the waiting time. Thus, this additional supply may be the same as the dwell pressure phase in conventional injection molding cycles. During the stand-by time, temperature control is preferably maintained in the region of channels that can be heated by the temperature or channels that can be heated by the temperature. Optionally, cooling may be performed in the remaining region of the cavity wall. Thus, the thermoplastic molding compound in the injection mold cavity can be flown and thermoplasticly processed, while the thermoplastic molding compound in the remaining region of the injection mold cavity can optionally be already cooled and solidified very or completely. During the residence pressure, the flow of the thermoplastic molding compound, if not exclusively, is preferably carried out in the region of the trajectory of the channels or channels which can be heated by the temperature, and as a result of this, A specific orientation of the reinforcing fibers is carried out.

본 발명에 따른 방법의 특별한 이점은 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널의 영역과 사출 금형 나머지 영역의 온도 차이로 인하여, 열가소성 성형 화합물에서 강화 섬유의 배향이 조정되며, 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널의 궤적을 따라 강화 섬유의 본질적으로 이방성 배향이 달성된다는 것이다.A particular advantage of the process according to the invention is that the orientation of the reinforcing fibers in the thermoplastic molding compound is adjusted due to the temperature difference between the region of the channels which can be heated by one or more temperatures and the remaining region of the injection mold, Lt; RTI ID = 0.0 &gt; anisotropic &lt; / RTI &gt;

특히, 강화 섬유의 배향은 하나의 유한 체적(finite volume) 요소에 함유된 n개의 강화 섬유 군의 하기 배향 텐서(orientation tensor) (aij)에 의해 정의되고,In particular, the orientation of the reinforcing fibers is defined by the following orientation tensor (a ij ) of the group of n reinforcing fibers contained in one finite volume element,

Figure pat00001
Figure pat00001

요소 aij는 하기와 같이 정의되며,The element a ij is defined as follows,

Figure pat00002
Figure pat00002

섬유의 배향이 배향 텐서 (aij)의 대각선 요소 a11, a22 및 a33에 의해 결정되고,The orientation of the fibers is determined by the diagonal elements a 11 , a 22 and a 33 of the orientation tensor (a ij )

Figure pat00003
또는
Figure pat00004
는 각각 k번째 섬유에 평행하게 연장되는 길이 1의 벡터
Figure pat00005
성분을 나타내며,
Figure pat00003
or
Figure pat00004
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; A vector of length 1 extending in parallel
Figure pat00005
Lt; / RTI &gt;

Figure pat00006
Figure pat00006

벡터

Figure pat00007
는 로컬 좌표계에서 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널 영역에서 각각의 고려되는 유한 체적 요소를 나타내며,vector
Figure pat00007
Represents each considered finite volume element in the channel region that is heatable to one or more of the temperature changes in the local coordinate system,

x축은 각각의 고려되는 유한 체적 요소에서 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널의 궤적에 접선 방향으로 각각 고정되고,The x-axis is fixed in each tangential direction to the trajectory of the channel which can be heated to one or more of the thermo-energies in each considered finite volume element,

y축은 x에 대하여 수직으로 배향되며,The y-axis is oriented perpendicular to x,

z축은 x 및 y에 대하여 수직으로 배향되며,The z-axis is oriented perpendicular to x and y,

각각의 주어진 유한 체적 요소에서 배향 텐서 (aij)의 요소 a11의 값이 0.5 이상, 바람직하게는 0.5 내지 0.98, 더욱 바람직하게는 0.6 내지 0.95, 더욱 바람직하게는 0.65 내지 0.9, 특히 0.7 내지 0.85인 경우에, 본질적으로 이방성 배향이 생성된다.The value of the element a 11 of the orientation tensor (a ij ) in each given finite volume element is 0.5 or more, preferably 0.5 to 0.98, more preferably 0.6 to 0.95, more preferably 0.65 to 0.9, especially 0.7 to 0.85 , An essentially anisotropic orientation is produced.

따라서, 섬유의 이방성 배향은 그들의 배향에 대해 결정되는 n개의 강화 섬유의 대표적인 군에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 각각의 벡터가 그 섬유에 대해 설정되고, 그에 따라 각각의 벡터가 각각 고려된 섬유에 대해 평행하게 연장된다. 따라서 유한 체적 요소는 변온으로 가열 가능한 채널의 영역의 연장보다 작은 치수로 정의된 가장자리 길이를 갖는 입방체로서 선택될 수 있다. 일반적으로, 예를 들어, 분광 사진에 의해 결정된 해상도는 유한 체적 요소를 측정하는데 사용될 수 있다. 고려된 유한 체적 요소 내에 전체적으로 배치되는 섬유는 n개의 강화 섬유 군에 포함될 뿐만 아니라 각각의 유한 체적 요소의 한정 표면에 의해 절단되어 유한 체적 요소 내에 부분적으로만 존재한다. 이 유한 체적 요소는 예를 들어 가장자리 길이가 10㎛의 범위인 보셀(voxel)일 수 있다.Thus, the anisotropic orientation of the fibers can be determined by a representative group of n reinforcing fibers determined for their orientation. Thus, each vector is set for that fiber, so that each vector extends parallel to the fiber considered respectively. Thus, a finite volume element can be selected as a cube having an edge length defined by a dimension smaller than the extension of the region of the channel that can be heated by the temperature change. In general, for example, the resolution determined by spectroscopy can be used to measure finite volume elements. Fibers disposed entirely within the considered finite volume element are not only included in the n number of reinforcing fibers, but are only partially within the finite volume element, being cut by the finite surface of each finite volume element. This finite volume element can be, for example, a voxel whose edge length is in the range of 10 mu m.

이방성 배향의 경우, 각각의 로컬 좌표계의 x-성분에 대한 배향만이 관련이 있다. 이러한 이유로, 각각의 좌표계의 y-성분 또는 z-성분의 전술한 정의가 반드시 제공될 필요는 없다. 명확하게 하기 위해서, 예를 들어 좌표계의 각각의 y-성분은 사출 금형 캐비티의 벽에 직교하는 것으로 간주될 수 있다.For anisotropic orientations, only the orientation for each x-component of the local coordinate system is relevant. For this reason, the above definition of the y-component or z-component of each coordinate system need not necessarily be provided. For the sake of clarity, for example, each y-component of the coordinate system may be considered orthogonal to the walls of the injection mold cavity.

이방성은 변온으로 가열 가능한 채널 또는 가변 가열 가능한 채널들의 전체 영역에 걸쳐 형성되며, 즉 변온으로 가열 가능한 채널 영역의 임의의 위치에서 이행된다.The anisotropy is formed over the entire area of the heatable channel or the variable heatable channels, i.e., at any position of the channel region heatable by the temperature change.

복수의 가열 가능한 채널 내로 변온으로 가열 가능한 채널이 분지되거나 단일의 변온으로 가열 가능한 채널의 형성을 위한 복수의 변온으로 가열 가능한 채널이 결합되는 영역이 상기 정의에서 배제된다. 이들 위치 또는 이들 영역에서, 복수의 변온으로 가열 가능한 채널에 의해 야기되는 상이한 배향으로 인하여, 강화 섬유의 우선적 배향이 성립될 수 없다는 것이 당연하다.The region in which a heatable channel into a plurality of heatable channels is branched or a channel that can be heated by a plurality of temperature changes for formation of a channel that can be heated by a single temperature is combined is excluded from the above definition. It is to be understood that in these positions or in these regions, preferential orientation of the reinforcing fibers can not be established due to the different orientations caused by the channels which can be heated by a plurality of temperature changes.

완성 성형 부품 내에 변온으로 가열 가능한 채널 또는 변온으로 가열 가능한 채널들의 영역은 성형 부품 내 캐비티 벽에 대한 변온으로 가열 가능한 채널의 변위를 따라 수직으로 떨어뜨림으로써 둘러싸이는 영역과 상응한다.The area of the channels that can be heated by the temperature or the temperature that can be heated by the temperature within the finished molded part corresponds to the area enclosed by the vertical drop along the displacement of the channel heatable by the temperature of the cavity against the cavity wall in the molded part.

강화 섬유, 예를 들어 유리 섬유 배향의 3차원적 결정은 당업계에 공지되어 있으며, 예를 들어 문헌 "Pipeline zur dreidimensionalen Auswertung und Visualisierung der Faserverteilung in glasfaserverstarkten Kunststoffteilen aus -Rontgen-Computertomografiedaten"(X-레이 컴퓨터 단층촬영 데이터로부터 유리 섬유로 강화된 플라스틱 물질 부품에서 섬유 분포의 2차원 평가 및 시각화를 위한 파이프라인), J. Kastner et al., DACH annual conference 2008 in St. Gallen-Di.3.A.1에 기술되어 있다. 섬유 배향은 8.6㎛ 크기의 보셀에 의해 결정된다. 또한, 컴퓨터 단층촬영에 의한 섬유 분포의 결정 및 배향 텐서의 결정은 이 문헌의 설명을 참조하여 본 발명에 따라 수행될 수 있다.The three-dimensional determination of reinforcing fibers, such as glass fiber orientation, is well known in the art and is described, for example, in "Pipeline zur diridimensionalen auswertung und Visualisierung der Faserverteilung in glasfaserverstarkten Kunststoffteilen aus-Rontgen-Computertomografiedaten" A pipeline for two-dimensional evaluation and visualization of fiber distribution in glass fiber reinforced plastic material components from photographic data), J. Kastner et al. It is described in Gallen-Di.3.A.1. The fiber orientation is determined by a voxel of 8.6 탆 size. Further, the determination of the fiber distribution by the computer tomography and the determination of the orientation tensor can be performed according to the present invention with reference to the description of this document.

본 발명에 따른 방법은 특히 단계 (c)와 관련하여 하나 이상의 하기 조건이 충족되도록 바람직하게 수행될 수 있다:The process according to the invention can advantageously be carried out in particular in connection with step (c) so that one or more of the following conditions are met:

- θVTG 또는 θVTK, 바람직하게는 θVTG≥≥10K 또는 θVTK≥≥10K이며, θG는 비정질 열가소성 성형 화합물의 유리 전이 온도를 의미하고 θK는 부분 결정질 열가소성 성형 화합물의 결정화 온도를 의미하며,- θ VT > θ G or θ VT > θ K , preferably θ VTG ≥≥10 K or θ VTK ≥≥10 K , θ G means the glass transition temperature of the amorphous thermoplastic molding compound and θ K is the crystallization temperature of the partially crystalline thermoplastic molding compound,

- θVT =θFM±40K 및/또는-? VT = ? FM +/- 40K and / or

- θVTW≥50K, 바람직하게는 θVTW≥100K이다.VTW ≥ 50K, preferably θ VTW ≥100K.

θFM는 사출 금형 캐비티로 진입되는 성형 화합물의 온도이다.θ FM is the temperature of the molding compound entering the injection mold cavity.

열적 거동(용융점(θFM), 용융엔탈피(ΔHm), 결정화 온도(θK) 및 유리 전이 온도(θG))은 ISO 기준 11357을 참조하여 과립상에서 결정되었다. 시차주사 열량측정법(DSC)은 20℃/분의 가열 속도/냉각속도로 수행되었다. The thermal behavior (melting point (? FM ), melting enthalpy (? Hm), crystallization temperature (? K ) and glass transition temperature (? G )) was determined on granules with reference to ISO Standard 11357. Differential scanning calorimetry (DSC) was performed at a heating rate / cooling rate of 20 캜 / min.

따라서, 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널은 사출 금형 캐비티의 일 측면 또는 양 측면에 형성될 수 있다. 사출 성형 방법의 경우, 2개 이상의 부분 금형으로 형성된 임의의 사출 금형이 사용되며, 결합될 때, 이 금형은 캐비티를 반영하고 성형 부품의 외형이 제조된다. 따라서, 바람직한 구현예에 따르면, 각각의 캐비티에 도입되거나 그곳에 형성되는 하나 이상의 변온 채널이 제공된다. 바람직한 구현예에서, 사출 금형의 각각의 벽 양 측면에 존재하는 변온으로 가열 가능한 채널은 각각의 표면상에서의 돌출부에 서로 일치하도록 연장되어 배치된다. 이러한 구현예의 경우에, 동일한 부피 영역은 벽 양 측면에 배치된 변온으로 가열 가능한 채널에 의해 사출 금형 내에서 온도 제어된다.Thus, channels that can be heated to one or more of the transition temperatures can be formed on one side or both sides of the injection mold cavity. In the case of the injection molding method, any injection mold formed of two or more partial molds is used, and when combined, the mold reflects the cavity and the shape of the molded part is manufactured. Thus, according to a preferred embodiment, there is provided one or more temperature-changing channels introduced into or formed in each cavity. In a preferred embodiment, the channels that can be heated by the mutated heat present on both sides of the wall of each of the injection molds are arranged to extend to coincide with the protrusions on the respective surfaces. In the case of this embodiment, the same volume area is temperature controlled in the injection mold by a channel that can be heated to a temperature which is disposed on both sides of the wall.

추가의 바람직한 구현예에 따르면, 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널(즉, 변온으로 가열 가능한 채널 또는 채널들에 의해 캐비티의 표면상에서 온도 제어될 수 있는 영역의 전체 표면적) 면적의 총합은 사출 금형 캐비티의 내부 표면의 1 내지 50%, 바람직하게는 3 내지 30%, 특히 바람직하게는 4 내지 20%, 특히 5 내지 10%로 구성된다.According to a further preferred embodiment, the sum of the areas of the channels which can be heated by one or more temperature changes (i.e. the total surface area of the region which can be temperature controlled on the surface of the cavity by means of channels or channels heatable by the temperature of transformation) 1 to 50%, preferably 3 to 30%, particularly preferably 4 to 20%, in particular 5 to 10% of the internal surface.

예를 들어, 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널은 바람직하게는 일정한 폭을 갖는 변온으로 가열 가능한 스트립으로 형성되며, 상기 폭은 바람직하게는 0.2 내지 30mm, 바람직하게는 0.5 내지 10mm이다. 그러나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.For example, a channel that can be heated to one or more temperatures is formed into a strip that is preferably heatable to a temperature having a constant width, and the width is preferably 0.2 to 30 mm, preferably 0.5 to 10 mm. However, the present invention is not limited thereto.

본 발명의 가능한 일 구현예는 하나 이상의 브레이크스루를 갖는 사출 금형이 제공된다. 이 브레이크스루는 제조되는 성형 부품, 즉 완성 성형 부품이 브레이크스루를 갖는 사출 금형에 갭을 발생시켜 구멍이 생기게 한다. 이 브레이크스루는 이들의 기하학적 구조에 의해 제한되지 않으며, 예를 들어, 원형, 타원형, n각 형상을 가지며, n은 3 이상의 자연 정수이다.One possible embodiment of the present invention is an injection mold having one or more brake-thru. This breakthrough causes a gap to be created in the injection mold having the molded part to be manufactured, that is, the finished molded part having breakthrough, to cause a hole. These breakthroughs are not limited by their geometric structure, but have, for example, circular, elliptical, n-angular shapes, and n is a natural integer greater than or equal to three.

사출 금형이 하나 이상의 브레이크스루를 갖는 구현예에서, 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널은 하나 이상의 브레이크스루에 대해 원주 형태로 완전히 또는 적어도 부분적으로 연장되는 방식으로 형성되는 것이 바람직하며, 각각의 브레이크스루를 둘러싸는 변온으로 가열 가능한 채널은 각각 사출 금형 벽의 캐비티의 일 측면 또는 양 측면상에 형성된다.In embodiments where the injection mold has more than one break through, it is preferred that the channels that can be heated to one or more of the temperatures are formed in such a manner as to completely or at least partially extend in a circumferential form relative to the one or more brake throughs, Channels that can be heated by surrounding surrounding temperature are each formed on one side or both sides of the cavity of the injection mold wall.

이 구현예에 따르면, 하나의 변온으로 가열 가능한 채널이 브레이크스루를 중심으로 형성되는 경우, 브레이크스루는 상응하는 변온으로 가열 가능한 채널에 의해 전체적으로 둘러싸이는 것이 바람직하다.According to this embodiment, it is preferable that when the channels which can be heated by one temperature change are formed around the brake-thru, the brake-thru is entirely surrounded by channels which can be heated by the corresponding temperature.

하나 이상의 브레이크스루에 대해 원주 형태로 완전히 또는 적어도 부분적으로 연장되는 방식으로 형성되는 하나 이상의 변온 채널은 유입 방향으로 하나 이상의 연결부(continutation) 및 유출 방향으로 하나 이상의 연결부를 갖는 것이 바람직하다. 바람직하게는 유입 방향으로의 연결부는 사출 금형의 게이트 위치까지 계속되고/계속되거나 유출 방향으로의 연결부는 하나 이상의 오버플로우 개구부까지 계속된다. 이 구현예에서, 브레이크스루를 둘러싸는 변온으로 가열 가능한 채널은 두 개의 연결부를 가지며, 유입 방향으로의 연결부는 브레이크스루 방향으로의 사출 성형 공정 동안 열가소성 성형 화합물의 주요 유동 방향에 해당하거나, 유출 방향으로의 연결부는 브레이크스루 부근에서 유동된 후의 열가소성 성형 화합물 유동에 해당한다. 변온으로 가열 가능한 채널의 각각의 연결부는 마찬가지로 변온으로 가열 가능한 영역으로 형성된다. 변온으로 가열 가능한 채널은 브레이크스루 및 연결부 영역의 경우에 구성된다.It is preferred that the at least one temperature-change channel formed in a manner that completely or at least partially extends in a circumferential form with respect to the at least one brake-thru has at least one connection in the inflow direction and at least one connection in the outflow direction. Preferably, the connection in the inflow direction continues to the gate position of the injection mold and / or the connection in the outflow direction continues to one or more overflow openings. In this embodiment, the channel that can be heated by the ambient temperature surrounding the breakthrough has two connections and the connection in the inlet direction corresponds to the main flow direction of the thermoplastic molding compound during the injection molding process in the breakthrough direction, Corresponds to the thermoplastic molding compound flow after flowing near the breakthrough. Each connecting portion of the channel heatable by the transforming heat is likewise formed into a region heatable by the transforming heat. Channels that can be heated by the transformer are configured in the case of brake-thru and connection areas.

연결부에서, 변온으로 가열 가능한 채널의 분지는 상응하는 브레이크스루 부근에 형성되는 영역에서 실시된다. 다른 곳에서, 변온으로 가열 가능한 채널의 두 개의 부분적인 암(arm)이 차례로 유출 방향의 연결부로 이어진다.At the connection, branching of channels which can be heated by the transforming heat is carried out in the region formed in the vicinity of the corresponding break-through. Elsewhere, the two partial arms of the channel, which can be heated by the thermocouple, are in turn connected to the connection in the outflow direction.

특히, 유입 방향으로의 연결부 및 유출 방향으로의 연결부가 브레이크스루 돌출부에서 서로 오프셋되어 배치되고, 바람직하게는 서로 120° 이상으로 오프셋되어 배치되며, 특히 서로 180°±10°로 오프셋되어 배치된다. 180°±10°의 범위는 이 영역 내에 있는 모든 각도를 포함하며, 특히 정확하게는 180°이다.Particularly, the connecting portion in the inflow direction and the connecting portion in the outflow direction are arranged offset from each other at the breakthrough protrusion, preferably offset from each other by 120 DEG or more, and particularly offset from each other by 180 DEG +/- 10 DEG. The range of 180 DEG +/- 10 DEG includes all the angles in this region, specifically, exactly 180 DEG.

제조되는 성형 부품이 사용될 때 주요 인장 하중 방향 즉 성형 부품이 장력 및/또는 인장 하중하에서 영구적으로 또는 적어도 일시적으로 사용되는 동안의 방향을 갖는 경우에, 유입 방향으로의 연결부 및 유출 방향으로의 연결부는 각각 브레이크스루 돌출부에서 서로 독립적인 방향을 가지며, 이는 주요 인장 하중 방향으로부터 60° 이하, 바람직하게는 50° 이하, 더욱 바람직하게는 40° 이하, 특히 30° 이하로 벗어난다. 특히 바람직하게는, 이 조건은 유입 및 유출 모두에 적용된다. 결과적으로, 브레이크스루 영역에서의 강화 섬유가 본질적으로 배향될 수 있으며, 즉 대부분의 경우 주요 인장 하중 방향의 방향으로, 즉, 주요 인장 하중 방향의 이방성 분포가 상기 정의에 따라 달성될 수 있다. 따라서, 주요 인장 하중 방향에 대한 횡방향으로의 강화 섬유 배향은 변온 채널 또는 변온 채널들의 위치 영역에서 본질적으로 방지될 수 있다. 이러한 구현예에서, 종래의 사출 성형 공정으로부터 제조되는 성형 부품과 비교하여 주요 인장 하중 방향에서 성형 부품의 유의한 강화가 달성될 수 있다.The connection in the inflow direction and the connection in the outflow direction, when the molded part to be manufactured has a main tensile load direction, i.e. the direction during which the molded part is permanently or at least temporarily used under tension and / or tensile loads, Each of which has a direction independent of each other in the breakthrough protrusion, which deviates from the main tensile load direction by 60 DEG or less, preferably 50 DEG C or less, more preferably 40 DEG C or less, particularly 30 DEG or less. Particularly preferably, this condition applies to both inflow and outflow. As a result, the reinforcing fibers in the breakthrough region can be essentially oriented, that is, in the direction of the main tensile load direction, in other words, anisotropic distribution in the direction of the main tensile load can be achieved according to the above definition. Thus, the orientation of the reinforcing fibers in the transverse direction with respect to the major tensile load direction can be essentially prevented in the location region of the temperature-changing channel or the temperature-changing channels. In this embodiment, significant enhancement of the molded part in the main tensile load direction can be achieved compared to the molded part produced from a conventional injection molding process.

본 발명에 따른 방법에 따라 사용되는 열가소성 성형 화합물은 바람직하게는 하나 이상의 열가소성 매트릭스 폴리머 또는 2개 이상의 열가소성 매트릭스 폴리머의 혼합물로부터 형성되며, 열가소성 성형 화합물 내에 강화 섬유가 분산된 상태로 존재한다. 또한, 열가소성 성형 화합물은 열가소성 성형 화합물에 함유되는 통상적인 첨가제를 포함할 수 있으며, 상기 통상적인 첨가제의 예로는 난연제, 성형보조제 등이 있다. 매트릭스 폴리머는 바람직하게는 폴리아미드 이미드, 폴리에테르 아미드 및 폴리에스테르 아미드를 포함하는 폴리아미드; 폴리카보네이트; 폴리올레핀, 특히 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리스티렌 또는 폴리비닐 클로라이드(PVC); 폴리아크릴레이트, 특히 폴리아크릴산 에스테르, 예를 들어, 폴리-메틸(메트)아크릴레이트; 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머, 아크릴로니트릴-스티렌 코폴리머; 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리사이클로헥실렌 테레프탈레이트, 폴리설폰(특히 PSU, PESU, PPSU 타입), 폴리페닐렌 설파이드; 폴리에테르, 특히 폴리옥시메틸렌, 폴리페닐렌 에테르 및 폴리페닐렌 옥사이드, 액체-결정 폴리머; 폴리에테르 케톤; 폴리에테르 에테르 케톤; 폴리이미드; 폴리에스테르 이미드, 폴리에테르 에스테르 아미드; 폴리우레탄, 특히 TPU 또는 PUR 타입; 폴리실록산; 셀룰로이드 및 이의 혼합물 또는 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.The thermoplastic molding compound used in accordance with the process according to the invention is preferably formed from one or more thermoplastic matrix polymers or a mixture of two or more thermoplastic matrix polymers, wherein the reinforcing fibers are dispersed in the thermoplastic molding compound. In addition, the thermoplastic molding compound may contain conventional additives contained in thermoplastic molding compounds, examples of which include flame retardants, molding aids, and the like. The matrix polymer is preferably a polyamide comprising polyamide imide, polyetheramide and polyester amide; Polycarbonate; Polyolefins, in particular polyethylene, polypropylene and polystyrene or polyvinyl chloride (PVC); Polyacrylates, especially polyacrylic esters, such as poly-methyl (meth) acrylate; Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers, acrylonitrile-styrene copolymers; Polyesters, especially polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate or polycyclohexylene terephthalate, polysulfone (especially PSU, PESU, PPSU type), polyphenylene sulfide; Polyethers, especially polyoxymethylene, polyphenylene ethers and polyphenylene oxides, liquid-crystalline polymers; Polyether ketones; Polyether ether ketone; Polyimide; Polyester imide, polyetheresteramide; Polyurethanes, in particular TPU or PUR type; Polysiloxanes; Celluloid, and mixtures or combinations thereof.

바람직한 강화 섬유는 바람직하게는 유리 섬유, 탄소 섬유(탄소 섬유, 흑연 섬유), 아라마이드 섬유 및 위스커로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게는 유리 섬유 및 탄소 섬유가 사용된다.Preferred reinforcing fibers are preferably selected from the group consisting of glass fibers, carbon fibers (carbon fibers, graphite fibers), aramid fibers and whiskers. Preferably, glass fibers and carbon fibers are used.

강화 섬유, 특히 유리 섬유는 바람직하게는 무한 가닥 형태 또는 절단 형태, 특히 짧은 섬유, 예를 들어, 짧은 유리 섬유(절단 유리) 형태로 성형 화합물에 혼입된다.The reinforcing fibers, in particular the glass fibers, are preferably incorporated into the molding compound in the form of an endless strand or cut, in particular in the form of short fibers, for example short glass fibers (cut glass).

짧은 섬유, 특히 짧은 유리 섬유의 경우에, 성형 화합물에 첨가되는 이들 섬유는 0.2mm 내지 20mm, 바람직하게는 1 내지 6mm, 특히 2.5mm의 바람직한 길이를 갖는다.In the case of short fibers, especially short glass fibers, these fibers added to the molding compound have a preferred length of 0.2 mm to 20 mm, preferably 1 to 6 mm, in particular 2.5 mm.

바람직하게는, 강화 섬유는 크기 및/또는 점착제 처리된다.Preferably, the reinforcing fibers are sized and / or tackified.

일반적으로, 유리 섬유는 원형 횡단면 또는 비원형 횡단면을 가질 수 있으며, 이러한 시스템의 혼합물 또한 사용될 수 있다.In general, the glass fibers may have a circular cross section or a non-circular cross section, and mixtures of such systems may also be used.

바람직하게는, 둥근 유리 섬유의 경우, 직경이 5 내지 20㎛, 바람직하게는 6 내지 15㎛, 특히 바람직하게는 7 내지 12㎛인 것이 사용된다.Preferably, in the case of round glass fibers, those having a diameter of 5 to 20 占 퐉, preferably 6 to 15 占 퐉, particularly preferably 7 to 12 占 퐉 are used.

바람직하게는, 평면 섬유의 경우, 횡단면 축(보조 횡단면 축에 대한 주요 횡단면 축이 서로에 대해 수직인)의 비율이 2 이상, 특히 2.8 내지 4.5의 범위이고, 이들의 보다 작은 횡단면 축이 ≥4㎛의 길이를 갖는다.Preferably, for flat fibers, the ratio of the transverse axis (the major transverse axis to the auxiliary transverse axis is perpendicular to each other) is in the range of 2 or more, particularly 2.8 to 4.5, and their smaller transverse axis is? 4 Mu m.

유리 섬유는 바람직하게는 E-유리로 이루어진다. 그러나 모든 다른 종류의 유리 섬유가 사용될 수 있으며, 예를 들어 A-, C-, D-, M-, S-, R-유리 섬유 또는 이들의 임의의 혼합물 또는 E-유리 섬유와의 혼합물이 있다. 유리 섬유는 무한 섬유 또는 절단 유리 섬유로서 첨가될 수 있으며, 섬유는 적절한 크기 시스템 및 점착제 처리되거나 예를 들어, 실란, 아미노실란 또는 에폭시실란을 기반으로 하는 접착제 시스템 처리될 수 있다. The glass fibers are preferably made of E-glass. However, all other types of glass fibers can be used, for example A-, C-, D-, M-, S-, R- glass fibers or any mixture thereof or mixtures with E-glass fibers . The glass fibers may be added as infinite or cut glass fibers, and the fibers may be treated with an appropriate sizing system and an adhesive system, or an adhesive system based on, for example, silane, aminosilane or epoxy silane.

유리 섬유는 위스커로 부분적으로 또는 전체적으로 대체될 수 있다. 이는 위스커, 바늘-형상의 결정, 특히 금속, 산화물, 붕소, 탄화물, 질화물, 폴리티타네이트, 탄소 등으로 제조되는 일반적인 다각형 횡단면, 예를 들어, 포타슘 시타네이트-, 알루미늄 산화물-, 실리콘 카바이드 위스커라는 것이 이해되어야만 한다. 일반적으로, 위스커는 0.1 내지 10㎛의 직경 및 mm 내지 cm 범위의 길이를 갖는다. 동시에, 이들은 높은 인장 강도를 갖는다. 위스커는 고체에서 기체상(VS mechanism)으로부터의 증착 또는 삼상계(VLS 메커니즘)로부터의 증착에 의해 생성될 수 있다.Glass fibers can be partially or wholly replaced with whiskers. This is in the form of a regular polygonal cross-section made of whiskers, needle-shaped crystals, in particular metals, oxides, boron, carbides, nitrides, polytitanates, carbon and the like, for example potassium citrate-, aluminum oxide-, silicon carbide whiskers It must be understood. Generally, the whiskers have a diameter in the range of 0.1 to 10 mu m and a length in the range of mm to cm. At the same time, they have a high tensile strength. Whiskers can be produced by deposition from a VS mechanism in solid or by deposition from a trinary system (VLS mechanism).

본 발명에 따른 사출 성형 방법에 사용되는 성형 화합물은 단독으로 또는 다른 강화 섬유, 또는 탄소 섬유를 함께 포함할 수 있다. 탄소 섬유는 열분해(산화 및 탄화)에 의해 흑연-유사 배열을 갖는 탄소로 전환되는 탄소-함유 출발 물질로부터 공업적으로 제조되는 강화 섬유이다. 이방성 탄소 섬유는 높은 강도와 강성을 나타내며 동시에 축 방향으로 낮은 파단 연신율을 나타낸다.The molding compound used in the injection molding method according to the present invention may contain, alone or in combination with other reinforcing fibers, or carbon fibers. Carbon fibers are reinforcing fibers that are industrially produced from carbon-containing starting materials that are converted to carbon having a graphite-like arrangement by pyrolysis (oxidation and carbonization). Anisotropic carbon fibers exhibit high strength and stiffness and at the same time exhibit a low elongation at break in the axial direction.

탄소 섬유는 바람직하게는 5 내지 9㎛의 직경, 1,000 내지 7,000MPa의 인장 강도 및 200 내지 700GPa의 탄성을 갖는 수백 내지 십만개의 탄소 섬유, 이른바 개별 필라멘트로 이루어지는 탄소 섬유 번들로써 사용된다. 일반적으로 1,000 내지 24,000개의 개별 필라멘트가 결합되어 감겨진 다중 필라멘트 실(무한 탄소 섬유 번들, 로빙)을 형성한다. 예를 들어, 짠 직물(woven fabric), 엮인 직물(plaited fabric) 또는 다축 직물(multiaxial fabric)과 같은 직물 반제품을 형성하기 위한 추가의 가공은 직기(loom), 플레이팅기(plaiting machine) 또는 다축 편직기((multiaxial knitting machine) 또는 섬유-강화 플라스틱 물질의 생산 분야에서 프리프레그 장치(prepreg unit), 스트랜드-인발 장치(strand-drawing unit)(인발성형 장치; pultrusion unit) 또는 와인딩 기계(winding machine)에서 실시된다. 짧은 절단 섬유로서, 탄소 섬유는 폴리머 또는 성형 화합물과 직접적으로 혼합될 수 있으며 압출기 및 사출 성형기를 통해 플라스틱 물질 구성요소를 형성하도록 가공될 수 있다.The carbon fibers are preferably used as carbon fiber bundles consisting of several hundred to hundred thousand carbon fibers, so-called individual filaments, having a diameter of 5 to 9 탆, a tensile strength of 1,000 to 7,000 MPa and an elasticity of 200 to 700 GPa. Generally, 1,000 to 24,000 individual filaments are combined to form a wound multi-filament yarn (infinite carbon fiber bundle, roving). For example, further processing to form a fabric semi-finished product, such as a woven fabric, a plaited fabric, or a multiaxial fabric, may be applied to a loom, a plaiting machine, A prepreg unit, a strand-drawing unit (pultrusion unit), or a winding machine in the field of producing a multiaxial knitting machine or a fiber-reinforced plastic material, As the short cut fibers, the carbon fibers can be directly mixed with the polymer or molding compound and can be processed to form the plastic material component through an extruder and an injection molding machine.

열가소성 성형 화합물 중의 강화 섬유의 중량비는 바람직하게는 5 내지 80중량%, 바람직하게는 20 내지 70중량% 및 특히 바람직하게는 25 내지 65중량%이다.The weight ratio of the reinforcing fibers in the thermoplastic molding compound is preferably 5 to 80% by weight, preferably 20 to 70% by weight and particularly preferably 25 to 65% by weight.

열가소성 성형 화합물은 상기 언급된 구성요소들로부터 형성될 수 있으며, 마찬가지로 통상적인 첨가제 예를 들어, 미립자 충진제 및 안료, 안정화제(열 안정화제 및 빛 안정화제, 산화방지제), UV 흡수제, UV 차단제, 가공보조제, 충격조절제, 점착제, 결정화 촉진제 또는 결정화 지연제, 유동보조제, 윤활제, 이형제, 가소제, 라디칼 콜렉터, 대전방지제, 난연제, 착색제 및 마킹 수단, 플레이트 형태의 나노입자, 실리케이트 층, 전도성 첨가제, 예컨대 카본 블랙, 흑연 분말 또는 탄소 나노섬유, 열 전도성 개선용 첨가제, 예컨대, 질화 붕소, 질화 알루미늄 또한 가능하다.The thermoplastic molding compound may be formed from the above-mentioned components and may also contain conventional additives such as, for example, particulate fillers and pigments, stabilizers (heat stabilizers and light stabilizers, antioxidants), UV absorbers, A lubricant, a releasing agent, a plasticizer, a radical collector, an antistatic agent, a flame retardant, a colorant and a marking means, a nanoparticle in the form of a plate, a silicate layer, a conductive additive such as Carbon black, graphite powder or carbon nanofibers, additives for improving thermal conductivity, such as boron nitride and aluminum nitride are also possible.

미립자 충진제는 바람직하게는 예를 들어, 활석, 운모, 규산염, 석영, 이산화티타늄, 규회석, 카올린, 비정질 규산, 탄산 마그네슘, 수산화 마그네슘, 백묵, 석회, 장석, 고체 또는 중공 유리볼 또는 분쇄 유리, 유리 플레이크, 영구 자석 또는 자성 금속 화합물 및/또는 합금, 안료, 특히 황산 바륨, 이산화티타늄, 산화아연, 황화아연, 산화철, 구리 크롬산염 또는 이들의 혼합물로부터 선택된다. 또한 충진제는 표면 처리될 수 있다.The particulate filler is preferably selected from the group consisting of talc, mica, silicates, quartz, titanium dioxide, wollastonite, kaolin, amorphous silicic acid, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, chalk, lime, feldspar, Flakes, permanent magnets or magnetic metal compounds and / or alloys, pigments, in particular barium sulphate, titanium dioxide, zinc oxide, zinc sulphide, iron oxide, copper chromate or mixtures thereof. Fillers can also be surface treated.

본 발명에 따른 사출 성형 방법에서 바람직하게 사용되는 성형 화합물은 일반적인 절차형 전단 속도(전단 점도)가 100 내지 10,000초-1, 특히 1,000 내지 10,000초-1인 경우에서, 바람직하게는 ISO 11443에 따라 측정된 10 내지 10,000Pas의 범위, 특히 바람직하게는 20 내지 3,000Pas의 범위 및 매우 특히 바람직하게는 30 내지 1,000Pas 범위의 용융 점도를 갖는다. 따라서 용융 점도를 결정하는 온도는 제조사의 데이터 시트에 표시된 바와 같이 ISO 1133에 따른 MVR 측정(용융 체적 유량)에 대한 성형 화합물의 일반적인 측정 온도와 상응한다. 이것이 가능하지 않은 경우, 성형 화합물의 용융 온도(부분 결정질 플라스틱 물질 매트릭스) 보다 높거나 유리 전이 온도(비정질 플라스틱 물질 매트릭스)보다 높은 5 내지 100℃, 바람직하게는 10 내지 40℃의 측정 온도가 선택된다. 예를 들어, PA 6T/6I(70:30)를 갖는 30 내지 60중량%의 유리 섬유로 채워진 폴리아미드 성형 화합물이 335 내지 355℃에서 측정될 수 있다.The molding compound preferably used in the injection molding method according to the present invention is preferably used in the case where the general procedural shear rate (shear viscosity) is 100 to 10,000 sec -1 , particularly 1,000 to 10,000 sec -1 , preferably according to ISO 11443 Measured in the range of 10 to 10,000 Pas, particularly preferably in the range of 20 to 3,000 Pas and very particularly preferably in the range of 30 to 1,000 Pas. The temperature at which the melt viscosity is determined corresponds to the general measured temperature of the molding compound relative to the MVR measurement (melt volume flow) according to ISO 1133 as indicated in the manufacturer &apos; s data sheet. If this is not possible, a measuring temperature of 5 to 100 DEG C, preferably 10 to 40 DEG C, higher than the melting temperature (partial crystalline plastic material matrix) of the molding compound or higher than the glass transition temperature (amorphous plastic material matrix) is selected . For example, a polyamide molding compound filled with 30 to 60% by weight of glass fibers with PA 6T / 6I (70:30) can be measured at 335 to 355 占 폚.

따라서, 사출 금형의 과충진, 충진 또는 부분적으로 충진되는 동안, 사출 금형 캐비티 내로의 주입 위치에서의 열가소성 성형 화합물의 용융 점도는 θFM의 선택에 의해 조정될 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 8,000Pas, 바람직하게는 50 내지 5,000Pas이다. 바람직하게는, 열가소성 성형 화합물이 사출 금형 캐비티 내로 주입되는 압력은 50 내지 2,000bar 사이이다.Thus, while overfilling, filling, or partially filling the injection mold, the melt viscosity of the thermoplastic molding compound at the injection location into the injection mold cavity can be adjusted by the choice of? FM , preferably from 10 to 8,000 Pas, Preferably 50 to 5,000 Pas. Preferably, the pressure at which the thermoplastic molding compound is injected into the injection mold cavity is between 50 and 2,000 bar.

또한, 본 발명은 강화 섬유로 충진되는 열가소성 성형 화합물로 형성되는 성형 부품에 관한 것이다. 따라서, 상기 방법에 따라 성형 부품이 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 성형 부품은 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널이 형성된 사출 금형의 영역을 갖는 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널의 궤적에 따라 제조 방법 동안 생성되는 영역에서 강화 섬유의 본질적인 이방성 배향을 갖는 강화 섬유에 의해 특징된다.The present invention also relates to a molded part formed from a thermoplastic molding compound filled with reinforcing fibers. Therefore, the molded part can be manufactured according to the above method. The shaped part according to the invention is characterized in that the reinforcing fibers with intrinsic anisotropic orientation of the reinforcing fibers in the region produced during the manufacturing process are subjected to the trajectory of the channel which can be heated by one or more temperatures with the area of the injection mold, Lt; / RTI &gt;

결과적으로, 동일한 게이트 위치를 갖는 종래의 사출 성형으로(즉, 전술 한 의미에서 변온 가열없이) 제조된 다른 동일 성분과 비교하여, 유의하게 증가 된 인장 강도가 달성된다.As a result, significantly increased tensile strength is achieved compared to other identical components made with conventional injection molding having the same gate position (i.e., without thermo-heating in the above sense).

강화 섬유의 배향은 하나의 유한 체적 요소에 함유된 n개의 강화 섬유 군의 하기 배향 텐서 (aij)에 의해 정의되고,The orientation of the reinforcing fibers is defined by the following orientation tensor (a ij ) of the group of n reinforcing fibers contained in one finite volume element,

Figure pat00008
Figure pat00008

요소 aij는 하기와 같이 정의되며,The element a ij is defined as follows,

Figure pat00009
Figure pat00009

섬유의 배향이 배향 텐서 (aij)의 대각선 요소 a11, a22 및 a33에 의해 결정되고,The orientation of the fibers is determined by the diagonal elements a 11 , a 22 and a 33 of the orientation tensor (a ij )

Figure pat00010
또는
Figure pat00011
는 각각 k번째 섬유에 평행하게 연장되는 길이 1의 벡터
Figure pat00012
성분을 나타내며,
Figure pat00010
or
Figure pat00011
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; A vector of length 1 extending in parallel
Figure pat00012
Lt; / RTI &gt;

Figure pat00013
Figure pat00013

벡터

Figure pat00014
는 로컬 좌표계에서 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널 영역에서 각각의 고려되는 유한 체적 요소를 나타내며,vector
Figure pat00014
Represents each considered finite volume element in the channel region that is heatable to one or more of the temperature changes in the local coordinate system,

x축은 각각의 고려되는 유한 체적 요소에서 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널의 궤적에 접선 방향으로 각각 고정되고,The x-axis is fixed in each tangential direction to the trajectory of the channel which can be heated to one or more of the thermo-energies in each considered finite volume element,

y축은 x에 대하여 수직으로 배향되며,The y-axis is oriented perpendicular to x,

z축은 x 및 y에 대하여 수직으로 배향되며,The z-axis is oriented perpendicular to x and y,

각각의 주어진 유한 체적 요소에서 배향 텐서 (aij)의 요소 a11의 값이 0.5 이상, 바람직하게는 0.5 내지 0.98, 더욱 바람직하게는 0.6 내지 0.95, 더욱 바람직하게는 0.65 내지 0.9, 특히 0.7 내지 0.85인 경우에, 본질적으로 이방성 배향이 생성된다.The value of the element a 11 of the orientation tensor (a ij ) in each given finite volume element is 0.5 or more, preferably 0.5 to 0.98, more preferably 0.6 to 0.95, more preferably 0.65 to 0.9, especially 0.7 to 0.85 , An essentially anisotropic orientation is produced.

n의 추가적인 정의 또는 추가의 표준 좌표 y 및 z와 관련하여, 상기 주어진 설명이 참조된다.With respect to the additional definition of n or the additional standard coordinates y and z, the above given description is referred to.

특히, 본 발명에 따른 성형 부품은 높은 기계적 사항을 갖는 구조적 구성요소 및 높은 치수 정확도 사항을 갖는 기능 부품으로 이루어진 군으로부터 선택된다.In particular, the molded part according to the invention is selected from the group consisting of structural components with high mechanical properties and functional components with high dimensional accuracy.

본 발명은 사출 성형에 의해 강화 섬유를 포함하는 열가소성 성형 화합물로 제조되는 성형 부품을 제조하기 위한 사출 금형에 관한 것으로써, 제조되는 성형 부품의 외부 기하학적 형상을 재현하는 캐비티를 둘러싸도록 조립된 2개 이상의 부분 금형을 포함하며, 가소화 상태로 존재하고 강화 섬유를 포함하는 열가소성 성형 화합물로 캐비티를 충진하기 위한 하나 이상의 주입구가 하나 이상의 부분 금형(게이트 위치)에 제공되며, 하나 또는 전체의 부분 금형에서, 부분 금형 또는 캐비티를 한정하는 금형 벽에 형성되는 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널을 포함한다. 본 발명에 따른 사출 금형은 특히 사출 성형으로 성형 부품을 제조하기 위한 본 발명에 따른 전술한 방법에 사용될 수 있다. 사출 금형의 특정 구성, 특히 적어도 변온으로 가열 가능한 채널에 관한 모든 설명은 본 발명에 따라 제공되는 사출 금형에 또한 적용된다.The present invention relates to an injection mold for producing a molded part made of a thermoplastic molding compound comprising reinforcing fibers by injection molding and which comprises two parts assembled to surround a cavity for reproducing the external geometry of the molded part to be manufactured At least one injection port for filling the cavity with a thermoplastic molding compound that is present in the plasticized state and contains the reinforcing fibers is provided in one or more partial molds (gate positions), and one or more injection molds And a channel that is heatable to one or more of the transition temperatures formed in the mold wall defining the partial mold or cavity. The injection mold according to the present invention can be used in the above-described method according to the present invention for producing a molded part, in particular, by injection molding. Any description of the specific configuration of the injection mold, and in particular at least the channels which can be heated by the temperature change, also applies to the injection mold provided in accordance with the invention.

사출 금형의 바람직한 구현예는 부분 금형 모두가 제조되는 성형 부품에 갭을 발생시키는 하나 이상의 브레이크스루를 가지며, 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널이 하나 이상의 브레이크스루에 대해 원주 형태로 완전히 또는 적어도 부분적으로 연장되는 방식으로 형성되며, 유입 방향으로의 연결부 및 유출 방향으로의 연결부를 가지며, 유입 방향으로의 연결부 및 유출 방향으로의 연결부는 브레이크스루 돌출부에서 서로 오프셋되어 배치되며, 바람직하게는 서로 120° 이상으로 오프셋되어 배치되며, 특히 브레이크스루의 반대 측면에 배치된다. 180°±10°의 범위는 이 범위 내에 있는 임의의 각도를 포함하며, 특히 정확하게는 180°이다.A preferred embodiment of the injection mold has one or more breakthroughs that generate a gap in the molded part from which all of the partial molds are made, wherein the channel heatable by one or more of the temperatures is completely or at least partially extended And has a connection portion in the inflow direction and a connection portion in the outflow direction and the connection portion in the inflow direction and the connection portion in the outflow direction are offset from each other at the breakthrough protrusion portion, Offset, and in particular disposed on the opposite side of the brake-thru. The range of 180 DEG +/- 10 DEG includes any angle within this range, and specifically, it is precisely 180 DEG.

제조되는 성형 부품이 사용될 때 주요 인장 하중 방향을 가지며, 유입 방향으로의 연결부 및 유출 방향으로의 연결부는 각각 브레이크스루 돌출부에서 주요 인장 하중 방향으로부터 60° 이하, 바람직하게는 50° 이하, 더욱 바람직하게는 40° 이하, 특히 30° 이하로 벗어난다.The connecting portion in the inflow direction and the connecting portion in the outflow direction are respectively formed at the breakthrough protrusions by 60 degrees or less, preferably 50 degrees or less, more preferably 50 degrees or less from the main tensile load direction, Is less than 40 DEG, particularly less than 30 DEG.

바람직하게는, 사출 금형은 캐비티와 유체 연통되는 하나 이상의 오버플로우 개구부를 가지며, 사출 금형이 과충진되는 경우에, 열가소성 성형 화합물이 캐비티, 오버플로우 개구부, 더욱 바람직하게는 각각의 오버플로우 캐비티 내로의 개구부로 유동될 수 있다.Preferably, the injection mold has one or more overflow openings in fluid communication with the cavity such that, when the injection mold is overfilled, the thermoplastic molding compound is injected into the cavity, overflow opening, and more preferably into the respective overflow cavity It can flow into the opening.

추가의 바람직한 구현예에 따르면, 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널이 사출 금형의 게이트 위치에서 시작하고, 바람직하게는 하나 이상의 오버플로우 개구부에서 종료된다.According to a further preferred embodiment, a channel which can be heated by one or more of the transition temperatures starts at the gate position of the injection mold, and preferably ends at one or more overflow openings.

전술한 연결부는 사출 금형의 게이트 위치까지 형성되는 것이 바람직하며; 이에 대안적으로 또는 부가적으로, 연결부가 오버플로우 개구부까지 유출 방향으로 계속되는 것이 가능할 수 있다.It is preferable that the above-described connecting portion is formed up to the gate position of the injection mold; Alternatively or additionally, it may be possible that the connection continues in the outflow direction to the overflow opening.

추가의 바람직한 구현예에 따르면, 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널 영역의 총합은 사출 금형 캐비티의 내부 표면의 1 내지 50%, 바람직하게는 3 내지 30%, 특히 바람직하게는 4 내지 20%, 특히 5 내지 10%로 구성된다.According to a further preferred embodiment, the sum of the channel areas heatable by one or more of the temperature changes is in the range of 1 to 50%, preferably 3 to 30%, particularly preferably 4 to 20%, particularly preferably 5 to 20%, of the internal surface of the injection mold cavity To 10%.

이에 대안으로 또는 부가적으로, 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널이 바람직하게는 일정한 폭을 갖는 변온으로 가열 가능한 스트립으로 형성되며, 상기 폭은 바람직하게는 0.2 내지 30mm, 바람직하게는 0.5 내지 10mm이다.Alternatively or additionally, the channels which can be heated by one or more of the transformations are formed into strips which can be heated to a temperature preferably having a constant width, and the width is preferably 0.2 to 30 mm, preferably 0.5 to 10 mm.

본 발명에 따른 사출 금형은 사출 금형 캐비티를 한정하는 벽을 냉각시킬 수 있는 냉각 유닛을 갖는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 냉각 유닛에 의해, 특히 사출 금형 캐비티의 전체 벽이 냉각되어 캐비티에 위치된 열가소성 성형 화합물의 냉각 및 고화, 및 그에 따른 전체 최종 성형 프로세스가 유의하게 가속될 수 있다.It is further preferable that the injection mold according to the present invention has a cooling unit capable of cooling the wall defining the injection mold cavity. With this cooling unit, the entire wall of the injection mold cavity can be cooled, in particular, the cooling and solidification of the thermoplastic molding compound placed in the cavity, and thus the entire final molding process, can be significantly accelerated.

본 발명은 다음의 구현예를 참조하여 더욱 상세히 설명되지만, 본 발명이 실시예에 한정되지는 않는다.The present invention will be described in more detail with reference to the following embodiments, but the present invention is not limited to the embodiments.

본 발명에 따른 방법은 성형 부품 내의 섬유의 배향에 영향을 미치고 특정 영역 내에서 본질적으로 이방성으로 설계될 수 있게 한다.The method according to the invention enables the orientation of the fibers in the molded part to be influenced and to be designed essentially anisotropically within a certain area.

본 발명에 따른 방법을 사용하면, 모든 기계적으로 관련된 영역에서 주요 섬유 배향(x-방향의 섬유 배향 텐서)이 최대 주요 응력 벡터(x-방향으로 성형 부품의 의도된 하중)와 일치되도록 성형 부품이 게이트 위치의 동일한 위치에서 설계될 수 있다. 본 발명에 따르면, 섬유 배향은 주요 응력 축(X-X) 방향으로 시험편의 전체 두께에 대해 50% 이하, 바람직하게는 60% 이하 및 특히 바람직하게는 65 이하 또는 70%까지 일치한다. 종래의 사출 성형 및 이와 유사한 게이트 위치의 경우, 섬유 배향 텐서는 주요 응력 벡터의 방향으로 35% 이하의 시험편의 두께에 걸쳐 중앙에 위치된다. 단지 가장자리 영역에서 주요 응력 벡터의 방향으로 40%를 약간 초과하는 배향이 달성된다.Using the method according to the invention, it is possible to ensure that the molded part (s) are aligned such that the major fiber orientation (x-direction fiber orientation tensor) in all mechanically related regions is matched to the maximum principal stress vector (the intended load of the molded part in the x- Can be designed at the same position of the gate position. According to the invention, the fiber orientation corresponds to no more than 50%, preferably no more than 60% and particularly preferably no more than 65 or no more than 70% of the total thickness of the test piece in the main stress axis (X-X) direction. For conventional injection molding and similar gate locations, the fiber orientation tensor is centrally located over the thickness of the specimen of less than 35% in the direction of the principal stress vector. An alignment of only slightly over 40% in the direction of the principal stress vector is achieved in the edge region.

대다수의 경우에서 섬유의 배향이 주요 응력 축에서 벗어나는 경우, 종래의 사출 성형의 경우와 마찬가지로 물질 강도에 대한 잠재력을 충분히 활용할 수 없다. 이는 낮은 응력 수준에서도 구성요소의 파괴(failure)가 발생됨을 의미한다.In most cases, if the orientation of the fibers deviates from the main stress axis, as in the case of conventional injection molding, the potential for material strength can not be fully exploited. This means that component failure occurs even at low stress levels.

본 발명에 따른 방법을 사용하면, 종래의 사출 성형 방법(동일한 게이트 위치)과 비교하여, 성형 부품의 파괴 이전에 유의하게 높은 강도가 달성될 수 있는데, 이는 최대 응력 위치에서의 강화 섬유가 대부분의 경우 응력 벡터의 방향으로 향하게 되기 때문이다. 따라서, 종래의 사출 성형과 비교하여 강도는 40 내지 100%의 범위, 바람직하게는 50 내지 80%의 범위로 얻어진다.Using the method according to the invention, a significantly higher strength can be achieved prior to the destruction of the molded part, compared to the conventional injection molding method (same gate position) The direction of the stress vector. Therefore, the strength is obtained in the range of 40 to 100%, preferably in the range of 50 to 80%, as compared with the conventional injection molding.

본 발명에 따르면, 하나 이상의 금형 벽이 게이트 위치에서 시작하여 섬유 배향이 영향을 받는 금형 벽의 영역까지 계속되는 추가의 가열 가능한 요소를 갖는 주형이 사용된다. 주형 벽 영역은 특정 적용 부하를 받는 경우 구성요소의 가장 높은 응력(들)의 위치(들)와 상관관계가 있다. 바람직하게는, 가열 가능한 요소는 이 영역으로부터 금형 캐비티에 인접하는 오버플로우 캐비티까지 계속된다. 각각의 금형 벽 영역에 대해, 추가적인 가열 요소는 50% 미만, 바람직하게는 30% 미만 및 특히 바람직하게는 20% 미만을 차지한다. 가열 요소의 폭은 일반적으로 0.5 내지 10mm 사이이며, 금형 벽의 경로에 대해 일정하거나 가변적일 수 있다. 길이에 있어서, 가열 요소는 자유롭게 선택될 수 있는 금형 벽의 표면상 경로를 기술하며 바람직하게는 게이트로부터 오버플로우 캐비티까지 연장된다. 금형 벽 내의 하나 이상의 보조 가열 요소의 경로는 각각의 작업에 상응하게 설계되어야 한다. 추가적인 가열은 압력 유지 단계 또는 충진 단계의 종료시 금형 캐비티 내의 플라스틱 물질 성형 화합물이 여전히 가열 위의 영역, 이른바 변온으로 가열 가능한 채널에서 유동될 수 있게 하며, 나머지 성형 화합물은 이미 고화되었거나 적어도 높은 점도를 갖는다.According to the present invention, a mold is used in which one or more mold walls start at the gate position and further heatable elements continue to the area of the mold wall where the fiber orientation is affected. The mold wall area is correlated to the location (s) of the component's highest stress (s) under a given application load. Preferably, the heatable element continues from this region to the overflow cavity adjacent to the mold cavity. For each mold wall area, the additional heating element accounts for less than 50%, preferably less than 30% and particularly preferably less than 20%. The width of the heating element is generally between 0.5 and 10 mm and may be constant or variable with respect to the path of the mold wall. For length, the heating element describes a path on the surface of the mold wall that can be freely selected and preferably extends from the gate to the overflow cavity. The path of one or more auxiliary heating elements within the mold wall must be designed to correspond to each operation. The additional heating allows the plastic material molding compound in the mold cavity to remain in the heating zone or at the end of the filling step to flow in a zone that is still heatable, i.e. in a heatable channel, with the remaining molding compound already solidified or at least having a high viscosity .

변온으로 가열 가능한 채널은 사출 초기에는 여전히 큰 유의점이 없지만, 용융물은 실제로 종래의 사출 성형과 구별될 수 없는 방식으로 캐비티 내로 가압된다. 압력 유지 단계의 끝 부분에서만, 용융 유동이 금형 캐비티의 추가적인 가열 요소로 가열되고 실제로는 특히 오버플로우 캐비티까지 가열되는 금형 캐비티의 영역을 통해 특이적으로 유동된다. Channels that can be heated by the thermocouple are still of great significance at the beginning of the injection, but the melt is actually pushed into the cavity in a manner indistinguishable from conventional injection molding. Only at the end of the pressure maintenance step, the melt flow is specifically heated through the area of the mold cavity where it is heated to the additional heating element of the mold cavity and is actually heated, particularly to the overflow cavity.

종래의 사출 성형 방법에 대하여 변경되는 성형 부품의 주요 응력 축 방향으로의 섬유 배향에 의해, 파단까지의 강도는 100%까지 개선된다.The strength to fracture is improved up to 100% by the fiber orientation in the main stress axis direction of the molded part which is changed with respect to the conventional injection molding method.

변온으로 가열 가능한 채널을 갖는 방법은 매우 국소적인 가열 및 독립적인 설계가 필요하기 때문에, 채널을 가열하기 위한 후막 가열(thick-film heating) 기술이 바람직하게 사용된다.The thick-film heating technique for heating the channel is preferably used because the method with channels that can be heated by the transformer requires very local heating and independent design.

강화 성형 부품의 제조 방법은 예를 들어, 섬유 보강재(바람직하게는 20 내지 70중량%)를 갖는 플라스틱 물질 성형 화합물이 금형 캐비티 내로 주입되고, 금형의 하나 이상의 벽이 전체적으로 연장되는 하나 이상의 추가의 가열 요소로 벽 영역의 50% 미만이 가열되고, 이는 금형 벽의 표면상에 돌출되는 게이트 위치로부터 오버플로우 캐비티까지 연장되는 0.5 내지 10mm 폭의 스트립의 형태를 가지며, 추가적인 가열 요소를 갖는 영역을 제외하고는 금형은 플라스틱 물질의 고화 온도보다 낮은 온도로 온도 제어되고 이 온도는 전체 사출 성형 주기(바람직한 온도 제어 (1)) 동안 사실상 일정하게 유지되며, 또한 추가적인 가열 요소 위의 금형 영역은 사출 및 압력 유지 단계 동안 플라스틱 물질의 고화 온도보다 높은 온도로 유지되어 용융된 플라스틱 물질 성형 화합물이 변온으로 가열 가능한 채널 내부의 압력 유지 단계의 끝 부분에서 여전히 유동될 수 있으며 초과량의 용융물이 오버플로우 캐비티로 부어지게 된다.The method of making a reinforced molded part may comprise the steps of, for example, injecting a plastic material molding compound having a fibrous reinforcement (preferably 20 to 70 wt%) into the mold cavity and exposing at least one additional heating Less than 50% of the wall area is heated by the element, which is in the form of a strip of 0.5 to 10 mm width extending from the gate position projecting on the surface of the mold wall to the overflow cavity, except for areas with additional heating elements The mold is temperature controlled to a temperature lower than the solidification temperature of the plastic material and this temperature remains substantially constant during the entire injection molding cycle (preferred temperature control (1)), and the mold area on the additional heating element The temperature of the plastic material is maintained at a temperature higher than the solidification temperature of the plastic material, The compound may still flow from the end of the available channel internal pressure holding step of heating the byeonon and becomes a melt of the excess poured into an overflow cavity.

하나 이상의 추가적인 가열 요소의 경로는 하나 이상의 영역에서 초기 용융 유동의 방향, 즉 게이트 위치에 의해 야기되는 용융 유동의 방향으로부터 벗어난다.The path of the one or more additional heating elements deviates from the direction of the initial melt flow in one or more of the areas, i.e. the direction of the melt flow caused by the gate position.

도 1은 직사각형 모양의 사출 성형 구성요소를 나타낸 것이다.
도 2는 동일한 구성요소에 대한 벡터 응력 분포를 나타낸 것이다.
도 3은 당업계에서 공지된 바와 같이, 도 1 및 2에 따른 성형 부품의 제조를 위한 사출 성형 방법을 모식도로 도시한 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 사출 성형 공정의 최종 제품을 나타낸 것이다(도 2와 동일한 단면).
도 5a는 도 4의 축소된 표현이며, 도 5b는 도 2의 축소된 도면과 상응한 것을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출 금형을 도시한 것이다.
도 7은 도 6에 도시된 것과 동일한 사출 금형을 도시한 것이다.
도 8은 그리드에 사용되는 각각의 부피 요소를 나타낸 것이다.
도 9는 당업계에 따른 방법(도 9a)과 동일한 사출 금형의 충진과 도 3에 도시된 바와 같은 충진 방법의 시뮬레이션 비교를 나타낸 것이다.
도 10 a) 및 10 b)는 사출 성형 과정 동안 열가소성 성형 화합물 내에서 일어나는 온도 프로파일을 나타낸 것이다.
도 11은 열가소성 성형 화합물이 사출 금형 캐비티 내부에서 유지되는 속도 플롯을 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 방법의 구현에 의하여 재현되는 섬유 분포를 나타낸 것이다.
도 13 a) 및 13 b)는 도 5a) 및 도 5 b)와 유사하게, 인장 하중 동안 생성되는 성형 부품에서 발생하는 인장력 및 본 발명에 따른 방법으로 제조된 구성요소에서의 섬유 분포를 재차 비교한 것을 나타낸 것이다.
도 14는 본 명세서에서 섬유 배향 방법으로 지칭되는 본 발명에 따른 방법 동안에 발생하는 섬유 분포를 나타낸 것이다.
도 15는 공지 기술에 따라 상기 제조된 구성요소(도 15 a)) 및 본 발명에 따른 방법에 따라 제조된 구성요소(도 15 b))에 대한 시뮬레이션 테스트 결과를 나타낸 것이다.
Figure 1 shows a rectangular shaped injection molding component.
Figure 2 shows the vector stress distribution for the same components.
Figure 3 schematically illustrates an injection molding method for the production of molded parts according to Figures 1 and 2, as is known in the art.
Fig. 4 shows the final product of the injection molding process shown in Fig. 3 (the same cross section as Fig. 2).
FIG. 5A is a reduced representation of FIG. 4, and FIG. 5B is a view corresponding to the reduced view of FIG.
6 illustrates an injection mold according to an embodiment of the present invention.
Fig. 7 shows the same injection mold as shown in Fig.
Figure 8 shows the respective volume elements used in the grid.
Figure 9 shows a comparison of the filling of the injection mold and the simulation of the filling method as shown in Figure 3, in accordance with the method according to the prior art (Figure 9a).
Figures 10 a) and 10 b) show the temperature profile taking place in the thermoplastic molding compound during the injection molding process.
Figure 11 shows a rate plot in which the thermoplastic molding compound is retained within the injection mold cavity.
Figure 12 shows the fiber distribution reproduced by the implementation of the method according to an embodiment of the present invention.
Figs. 13 a) and 13 b) are similar to Figs. 5 a) and 5 b), again comparing the tensile force generated in a molded part produced during a tensile load and the fiber distribution in a component produced by the method according to the invention .
Figure 14 shows the fiber distribution that occurs during the method according to the present invention, referred to herein as the fiber orientation method.
15 shows the results of a simulation test on the component (Fig. 15a) manufactured according to the known technique and the component manufactured according to the method according to the invention (Fig. 15b)).

도 1은 직사각형 모양의 사출 성형 구성요소를 나타낸 것으로, 이는 실시예에서 다음의 테스트에 사용된다. 상기 구성요소는 길이 100mm, 폭 75mm 및 두께 3mm를 가지며, 이는 이미지 방향으로 돌출된다. 상기 구성요소의 중앙에는 직경 30mm를 갖는 원형 브레이크스루 D가 도입된다. Figure 1 shows a rectangular shaped injection molding component which is used in the following tests in the embodiment. The component has a length of 100 mm, a width of 75 mm and a thickness of 3 mm, which protrude in the image direction. A circular brake through D having a diameter of 30 mm is introduced into the center of the component.

도 1은 힘 F(10kN인 경우)가 구성요소의 종방향으로 가해질 경우 구성요소에 발생하는 응력 분포를 나타낸다. 이에 따라 구성요소가 일 측면에 고정될 수 있다(도 1의 왼쪽). 1 shows the stress distribution occurring in the component when the force F (in the case of 10 kN) is applied in the longitudinal direction of the component. Whereby the component can be fixed to one side (left side of Fig. 1).

장력 방향에 수직인 보링(boring)에서 최대 응력이 직접적으로 발생되는 것을 확인할 수 있다. 특히 이들 위치는 상기 구성요소 내에서 파과점(breaking point)이 가능하도록 한다.It can be seen that the maximum stress is directly generated in the boring perpendicular to the tension direction. In particular, these positions allow a breaking point within the component.

또한, 도 2는 동일한 구성요소에 대한 벡터 응력 분포를 나타낸다. 도 2에서, 각각의 도시된 위치에서의 응력은 주요 작용 성분(화살표 방향) 및 이들의 절대값(화살표 크기) 기호로 나타낸다.Figure 2 also shows the vector stress distribution for the same components. In Fig. 2, the stress at each of the illustrated positions is represented by the principal action component (arrow direction) and their absolute value (arrow size) symbol.

도 1 및 도 2에 따른 구성요소의 테스트(도 3 내지 도 15에 나타낸 모든 추가의 테스트도 동일)는 325℃의 용융점을 갖는 원형 횡단면(횡단면 직경 10㎛, 길이 200㎛)을 갖는 50중량%의 유리 섬유로 강화된 시뮬레이션 방법(폴리아미드 6T/6I(몰비 70:30)로 이루어지는 성형 화합물을 사용하는 유한 요소법)에 의해 결정된다.The test of the components according to Figures 1 and 2 (all additional tests shown in Figures 3 to 15) were carried out on a 50% by weight solution having a circular cross section with a melting point of 325 캜 (10 탆 in cross section and 200 탆 in length) (A finite element method using a molding compound made of polyamide 6T / 6I (molar ratio 70:30) reinforced with glass fibers).

도 3은 당업계에서 공지된 바와 같이, 도 1 및 2에 따른 성형 부품의 제조를 위한 사출 성형 방법을 모식도로 도시한 것이다. 캐비티 K는 유리 섬유를 포함하는 용융 상태의 열가소성 화합물로 게이트 위치 A를 통해 충진된다. 도 3에서, 캐비티 K가 열가소성 성형 화합물로 완전히 충진되지 않고, 열가소성 성형 화합물이 브레이크스루 D를 중심으로 게이트 위치 A로부터 이미 부분적으로 유동된 상태를 나타낸다. 열가소성 성형 화합물의 각각의 유동 전방은 아직 브레이크스루 D에 대해 완전히 함께 유동되지는 않았지만, 도 3에 도시된 상태에서는 열가소성 성형 화합물의 합류가 임박한 상태를 나타낸다.Figure 3 schematically illustrates an injection molding method for the production of molded parts according to Figures 1 and 2, as is known in the art. The cavity K is filled with the thermoplastic compound in a molten state including glass fiber through the gate position A. 3, the cavity K is not completely filled with the thermoplastic molding compound, and the thermoplastic molding compound already partially flows from the gate position A about the brake through D. Although the respective flow fronts of the thermoplastic molding compounds have not yet flowed completely together with respect to the brake through D, in the state shown in Fig. 3, the confluence of the thermoplastic molding compounds shows an imminent state.

도 4는 도 3에 도시된 사출 성형 공정의 최종 제품을 나타낸 것이다(도 2와 동일한 단면). 사출 금형 캐비티 K를 완전히 충진한 이후에, 도 3에 도시된 바와 같이, 열가소성 성형 화합물의 2개의 전방 영역에서 함께 유동된 후에 접합선 WL을 생성하는 성형 부품을 수득할 수 있다. 도 4는 열가소성 성형 화합물에 포함되는 강화 섬유의 배향을 나타낸다. 상기 강화 섬유(이 경우 유리 섬유)가 접합선 WL 영역에서 이방성으로 분포되어 브레이크스루 D에서 멀어지는 것을 확인할 수 있다. 상기 두 개의 흐름 전선이 함께 흐르면, 유리 섬유는 서로 평행하게 배향된다.Fig. 4 shows the final product of the injection molding process shown in Fig. 3 (the same cross section as Fig. 2). After filling the injection mold cavity K completely, a molded part can be obtained which, as shown in Fig. 3, produces a bond line WL after it has flowed together in the two front regions of the thermoplastic molding compound. Figure 4 shows the orientation of the reinforcing fibers contained in the thermoplastic molding compound. It can be seen that the reinforcing fibers (in this case glass fibers) are distributed anisotropically away from the break through D in the splicing line WL region. When the two flow wires flow together, the glass fibers are oriented parallel to each other.

그러나 상기 성형 부품 내의 이러한 유리 섬유의 분포는 매우 불리하다. 이는 도 5a 및 도 5b의 비교를 참조하여 나타난다. 도 5a는 도 4의 축소된 표현이며, 도 5b는 도 2의 축소된 도면과 상응한 것을 나타낸 것이다. 접합선 WL의 영역에서 생성된 섬유 분포가 이 영역에서 발생하는 최대 가능 인장 응력을 흡수하는데 비효율적이라는 것을 확인할 수 있다. 상기와 같은 목적을 위해, 인장력에 따르거나 평행한 섬유 분포가 요구된다. 그러나 이는 종래의 사출 성형 방법으로는 불가능하다. 종래의 방법은 인장 응력과 본질적으로 수직인 유리 섬유 또는 강화 섬유의 배향이 생성된다. 그러므로, 상기 접합선 WL 영역은 발생하는 인장력을 흡수하기에 적합하지 않고, 수득된 성형 부품은 미리 결정된 파과점을 나타낸다.However, the distribution of such glass fibers in the molded part is very disadvantageous. This is illustrated with reference to the comparison of Figures 5A and 5B. FIG. 5A is a reduced representation of FIG. 4, and FIG. 5B is a view corresponding to the reduced view of FIG. It can be seen that the fiber distribution generated in the region of the bonding line WL is ineffective in absorbing the maximum possible tensile stress occurring in this region. For such a purpose, a tensile force or a parallel fiber distribution is required. However, this is not possible with the conventional injection molding method. Conventional methods result in the orientation of glass fibers or reinforcing fibers that are essentially perpendicular to tensile stress. Therefore, the bonding line WL region is not suitable for absorbing the tensile force generated, and the obtained molded part exhibits a predetermined breaking point.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출 금형을 도시한 것이고, 사출 금형을 통해 강화 섬유, 예를 들어 유리 섬유의 특정 이방성 분포가 구성요소 내에서 가능하게 된다. 상기 사출 금형은 사출 금형의 측면(노즐 측)에서 성형 구성요소의 종방향 및 횡방향을 가능하게 할 수 있다. 따라서, 깊이 치수, 즉 상기 구성요소의 두께가 상기 도면에 상응하여 아래쪽으로 연장되어 도시되어 있다.FIG. 6 illustrates an injection mold according to an embodiment of the present invention in which a specific anisotropic distribution of reinforcing fibers, such as glass fibers, through an injection mold is made possible in the component. The injection mold may enable the longitudinal and transverse directions of the molded component at the side (nozzle side) of the injection mold. Thus, the depth dimension, i. E. The thickness of the component, is shown extending downward in accordance with the figure.

상기 사출 금형은 상응하게 제조되는 성형 부품에 갭을 발생시킬 수 있는 브레이크스루 D를 가질 수 있다. 이러한 사출 금형을 사용하여, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 동일한 구성요소에 따른 형상을 생성할 수 있다.The injection mold may have a breakthrough D that can cause a gap in the molded part to be manufactured accordingly. Using such an injection mold, a shape according to the same components as those shown in Figs. 1 to 5 can be produced.

이 사출 금형 캐비티를 한정하는 하나 이상의 벽은, 이 경우 양쪽 벽, 즉 앞쪽(노즐 측, 게이트 위치가 있는 측)과 뒤쪽(배출 측)의 경우, 변온으로 가열 가능한 채널 VK가 도입되고, 상기 사출 금형 캐비티를 한정하는 벽은 채널에서 국소적으로 가열될 수 있다. 도 6에 도시된 일 예와 같이, 변온으로 가열 가능한 채널 VK는 캐비티가 열가소성 성형 화합물로 충진될 수 있는 게이트 위치 A에서 시작될 수 있다. 상기 게이트 위치 A는 도 3에 도시된 것과 동일하게 선택될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 변온으로 가열 가능한 채널은 2.5mm 폭으로 선택되고, 전체 경로에 걸쳐 동일한 폭을 가질 수 있다. 도 6에서, 상기 변온으로 가열 가능한 채널은 게이트 위치에서 볼 때 오른쪽 위를 향하여 유도되고, 상기 사출 금형의 종방향 측에 대하여 유지되는 각도는 30°이다. 그 뒤, 변온으로 가열 가능한 채널 VK는 공급 파이프 F1 내로 편향되게 하고, 상기 공급 파이프 F1은 브레이크스루 D를 향해 유동될 수 있다. 상기 변온으로 가열 가능한 채널은 전체 브레이크스루 D를 따라 원형 형상을 갖고, 배출 F2에서 수렴된다. 유입 F1 유출 F2가 정확하게 마주보는 다른 반대편 측에 배치될 수 있다. 상기 변온으로 가열 가능한 채널은 브레이크스루 D의 영역에서 분지되고 브레이크스루 D를 중심으로 환형으로 유도된다. 상기 변온으로 가열 가능한 채널 VK는 사출 금형 벽(바람직하게는 좁은면)에 도입되는 오버플로우 개구부

Figure pat00015
까지 유도되어, 초과량의 열가소성 성형 화합물이 사출 금형으로부터 빠져나올 수 있도록 한다. 이러한 사출 금형을 이용하여, 이후에 상세하게 설명하는 바와 같이 본 발명에 따른 방법을 구현할 수 있다. 이 사출 금형에 대한 설명은 하기의 모든 실시예에 적용될 수 있다.One or more walls defining the injection mold cavity may be provided with a channel VK which can be heated by the temperature change in the case of both walls, i.e., the front side (the nozzle side, the side with the gate position) and the rear side (the exhaust side) The wall defining the mold cavity can be locally heated in the channel. As in the example shown in Fig. 6, the channel VK, which can be heated by the temperature change, can be started at the gate position A where the cavity can be filled with the thermoplastic molding compound. The gate position A can be selected as shown in Fig. As shown in FIG. 6, the channels that can be heated by the temperature change are selected to have a width of 2.5 mm, and can have the same width over the entire path. In Fig. 6, the channel which can be heated by the temperature change is guided rightward when viewed from the gate position, and the angle maintained with respect to the longitudinal side of the injection mold is 30 deg. Then, the possible channel VK heated byeonon is deviating into the supply pipe F 1, wherein the supply pipe F 1 may be the flow towards the break-through D. The channels which can be heated by the temperature change have a circular shape along the entire brake through D and converge at the discharge F 2 . Inlet F 1 and The outlet F 2 can be placed on the opposite side facing exactly. The channels which can be heated by the temperature change are branched in the region of the brake through D and are annularly centered around the brake through D. The channel VK, which can be heated by the above-mentioned temperature change, has an overflow opening (not shown) introduced into the injection mold wall
Figure pat00015
To allow excess amounts of the thermoplastic molding compound to escape from the injection mold. Using such an injection mold, the method according to the present invention can be implemented as will be described in detail later. The description of this injection mold can be applied to all of the following embodiments.

도 7은 도 6에 도시된 것과 동일한 사출 금형을 도시한 것으로, 오버플로우 용량 는 열가소성 성형 화합물을 위한 수집 저장소를 나타내는 오버플로우 개구부

Figure pat00017
내에 배치될 수 있다. 사출 금형의 게이트 위치에는 이른바 핫 채널(hot channel)("핫 러너"; "hot runner", HR)이 설치되어 있고, 상기 핫 채널을 통하여 열가소성 성형 화합물이 사출 금형에 공급될 수 있다. 변온으로 가열 가능한 채널 VK는 사출 금형의 나머지 영역과 비교하여 어두운 색으로 표시된다. 상기 사출 금형의 경로는 도 6에 표시된 경로와 동일할 수 있다.Fig. 7 shows the same injection mold as shown in Fig. 6, in which the overflow capacity Gt; a &lt; / RTI &gt; collection reservoir for the thermoplastic molding compound,
Figure pat00017
As shown in FIG. A so-called hot channel ("hot runner &quot;, HR) is installed at the gate position of the injection mold, and the thermoplastic molding compound can be supplied to the injection mold via the hot channel. The channel VK, which can be heated by the temperature change, is displayed in dark color as compared with the remaining area of the injection mold. The path of the injection mold may be the same as the path shown in Fig.

다음과 같은 가정을 기초로 한다: It is based on the following assumptions:

강화섬유를 포함하는 성형 화합물:Molding compound comprising reinforcing fibers:

유리 섬유로 충진된(충진도 50%, 유리 섬유 직경 10㎛, 유리 섬유 길이 200㎛)된, 용융점 325℃) 폴리아미드 6T/6I(70:30), 결정화 온도: θK=285℃, MVR(340℃/21.6kg)=100cm3/10분, 용융 점도(340℃, 1,000Hz의 전단 속도)=230Pas.The filled with glass fiber (filled 50%, glass fiber diameter 10㎛, glass fiber length 200㎛), the melting point 325 ℃) polyamide 6T / 6I (70:30), crystallization temperature: θ K = 285 ℃, MVR (340 ℃ / 21.6kg) = 100cm 3/10 min, melt viscosity (340 ℃, shear rate of 1,000Hz) = 230Pas.

매개변수(parameters) 방법:Parameters:

* 나머지 금형 벽의 온도: θW=150℃* Temperature of remaining mold wall: θ W = 150 ° C

* 충진 및 과충진 동안의 성형 화합물 온도: θFM=340℃Molding compound temperature during filling and filling: θ FM = 340 ° C.

* 체류 압력 단계에서 충진 및 과충진 동안의 궤적에 따른 변온 채널의 온도: θVT=305℃* The temperature of the heat-exchanging channel according to the trajectory during filling and over-filling in the holding pressure stage: θ VT = 305 ° C.

* 충진 동안의 사출 속도(유속): 15cm3/s* Injection speed during filling (flow rate): 15 cm 3 / s

* 사출 압력으로의 전환점: 25Mpa의 사출 압력에 도달되자마자 유량 제어 충진에서 압력 제어로 전환* Switching point to injection pressure: As soon as injection pressure of 25 MPa is reached, switching from flow control filling to pressure control

* 체류 압력 단계의 첫 번째 부분에서 체류 압력: 60MPa의 압력을 10초 동안 유지* Retention pressure in the first part of the retention pressure phase: maintain pressure of 60 MPa for 10 seconds

* 체류 압력 단계의 두 번째 부분에서 체류 압력: 120MPa의 압력이 6초 동안 가해지면, 플라스틱 물질 용융물(성형 화합물)이 궤적을 따라 오버플로우 용량 내로 가압* In the second part of the retention pressure phase, if a residence pressure of 120 MPa is applied for 6 seconds, the plastic material melt (molding compound) is pressed into the overflow capacity along the trajectory

* 체류 압력 단계의 세 번째 부분에서 체류 압력: 1초 동안 2.5Mpa의 압력이 가해짐(총 체류 압력 단계는 17초간 지속)* Retention pressure in the third part of the retention pressure phase: 2.5 Mpa pressure applied for 1 s (total retention pressure step lasts 17 s)

* 충진 시간: 1.6초(오버플로우 용량이 없는 99%의 부피 충진)* Filling time: 1.6 seconds (volume filling of 99% without overflow capacity)

* 99% 부피 충진 시 사출 압력: 25Mpa * Injection pressure at filling of 99% volume: 25Mpa

* 오버플로우 용량의 부피: 8.8cm3(두 번째 체류 압력 단계에서 충진됨)* Volume of overflow capacity: 8.8 cm 3 (filled at the second residence pressure stage)

* 캐비티의 부피: 20.38cm3 * Cavity volume: 20.38 cm 3

* 과충진된 캐비티의 부피 비율: 43.2%Volume ratio of filled cavity: 43.2%

하기의 시뮬레이션 산출을 위하여, 사출 금형 캐비티의 부피를 실제로 도 7에 나와있는 그리드(grid)로 세분화하였고, 상기 그리드에 사용되는 각각의 부피 요소를 도 8에 자세하게 설명하였다.For the following simulation calculation, the volume of the injection mold cavity was actually subdivided into the grids shown in FIG. 7, and the respective volume elements used in the grid were described in detail in FIG.

도 9는 당업계에 따른 방법(도 9a)과 동일한 사출 금형의 충진과 도 3에 도시된 바와 같은 충진 방법의 시뮬레이션 비교를 나타낸 것이다. 도 9b에는 도 6 또는 도 7에서 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 사출 금형에 의한 충진 공정을 나타낸다. 열가소성 성형 화합물로의 사출 금형의 충진 양상이 본질적으로 동일한 것을 확인할 수 있다. 본 발명에 따른 사출 금형의 사출 성형 방법(도 9b 참조)에서도 브레이크스루 D에 대한 유동이 발생하고, 또한 여기에서 열가소성 성형 화합물의 합류는 게이트 위치 A에서 멀어지는 방향으로 브레이크스루 D의 측면에서 일어난다. 도 10 a) 및 10 b)는 사출 성형 과정 동안 열가소성 성형 화합물 내에서 일어나는 온도 프로파일을 나타낸 것이다. 도 10 a)는 사출 금형을 완전히 충진한 직후 또는 사출 금형의 과충진 동안의 상이한 단면 프로파일을 나타낸다. 양측의 사출 성형 금형의 온도 제어가 변온으로 가열 가능한 채널에 의해 실시되는 영역(도 10 a)에 나타내지 않음)에서, 온도가 용융 전이 온도(도 10 a)에서 영역 Ⅰ으로 나타낸 영역)보다 높다는 것을 알 수 있다. 나머지 영역(영역 Ⅱ)에서 열가소성 성형 화합물의 온도는 이미 용융 전이 온도 미만이다. 사출 금형을 완전히 충진한 후에는, 단지 변온으로 가열 가능한 채널을 통해 실시되는 영역은 여전히, 즉 핫 러너 HR을 통한 열가소성 성형 화합물의 추가적인 주입에 의한 용융상태일 수 있다. 게이트 위치 A에서, 열가소성 성형 화합물의 특정 유동은 변온으로 가열 가능한 채널 또는 채널들이 형성된 위치에서 직접적으로 실시될 수 있다. Figure 9 shows a comparison of the filling of the injection mold and the simulation of the filling method as shown in Figure 3, in accordance with the method according to the prior art (Figure 9a). FIG. 9B shows a filling process by the injection mold according to the present invention as shown in FIG. 6 or FIG. It can be confirmed that the filling pattern of the injection mold with the thermoplastic molding compound is essentially the same. In the injection molding method of the injection mold according to the present invention (see FIG. 9B), a flow to break through D occurs and here also the confluence of the thermoplastic molding compound takes place on the side of break through D in the direction away from gate position A. Figures 10 a) and 10 b) show the temperature profile taking place in the thermoplastic molding compound during the injection molding process. Figure 10 a) shows different cross-sectional profiles immediately after fully filling the injection mold or during overfilling of the injection mold. (Not shown in Fig. 10A) in which the temperature control of the injection molding metal molds on both sides is carried out by a channel heatable by the temperature change), the temperature is higher than the melt transition temperature (the region represented by Region I in Fig. 10A) Able to know. The temperature of the thermoplastic molding compound in the remaining region (region II) is already below the melting transition temperature. After the injection mold has been completely filled, the area carried out through the channels which can only be heated by the temperature of the transition may still be in a molten state, i.e. by a further injection of the thermoplastic molding compound through the hot runner HR. At the gate position A, the specific flow of the thermoplastic molding compound can be carried out directly at the location where channels or channels that can be heated by the temperature change are formed.

도 10 b)는 선택된 실시예에서 열가소성 성형 화합물의 온도가 여전히 305℃인 엔벨로프(envelope)(소위, 등고선 선도(contour plot))를 나타낸 것이다. 이들 영역은 변온으로 가열 가능한 채널이 형성된 위치에 배타적으로 존재하는 것을 확인할 수 있다. 사출 금형의 나머지 영역은 추가의 가열 없이는 이와 같은 값을 얻을 수 없으며, 이들 영역의 온도는 약 150℃이다. Figure 10 b) shows an envelope (so-called contour plot) in which the temperature of the thermoplastic molding compound is still 305 ° C in the selected embodiment. It can be confirmed that these regions are exclusively present at positions where channels capable of being heated by the temperature change are formed. The remaining area of the injection mold can not have such a value without further heating, and the temperature of these areas is about 150 ° C.

도 11은 열가소성 성형 화합물이 사출 금형 캐비티 내부에서 유지되는 속도 플롯을 나타낸 것이다. 속도 프로파일은 벡터로, 화살표는 유동 방향을 가리키고, 화살표의 길이는 속도에 대응되도록 나타낸다.Figure 11 shows a rate plot in which the thermoplastic molding compound is retained within the injection mold cavity. The velocity profile indicates the vector, the arrow indicates the direction of flow, and the arrow indicates the length corresponds to the velocity.

도 11 a)는 변온으로 가열 가능한 채널이 없는 사출 금형의 속도 프로파일을 나타낸 것이다. 사출 금형이 완전히 충진될 때까지 열가소성 성형 화합물의 유동 방향은 본질적으로 대칭적으로 실시되는 것을 확인할 수 있다.11 (a) shows the velocity profile of an injection mold with no channels heatable by temperature. It can be seen that the flow direction of the thermoplastic molding compound is essentially symmetrical until the injection mold is completely filled.

도 11 b)는 사출 금형을 부분적으로 과충진하여 발생하는 현상을 나타낸 것이다. 열가소성 성형 화합물의 유동은 단지 변온으로 가열 가능한 영역에 배타적으로 실시되며, 상기 열가소성 성형 화합물의 유동은 변온으로 가열 가능한 채널을 통해 규정된 궤적을 따라 본질적으로 유동된다는 것이 입증된다.11 (b) shows a phenomenon that occurs when the injection mold is partially overfilled. It is demonstrated that the flow of the thermoplastic molding compound is exclusively carried out exclusively in a zone where it can be heated by the temperature of the transition, and that the flow of the thermoplastic molding compound is essentially flowed along the defined trajectory through the channel heatable by the temperature.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 방법의 구현에 의하여 재현되는 섬유 분포를 나타낸 것이다. 상기 변온 채널 영역에 있는 섬유 분포는 본질적으로 이방성 구성을 갖고, 상기 변온으로 가열 가능한 채널의 궤적을 따라 흐르는 것을 확인할 수 있다.Figure 12 shows the fiber distribution reproduced by the implementation of the method according to an embodiment of the present invention. It can be seen that the fiber distribution in the temperature-controlled channel region has an inherently anisotropic configuration and flows along the locus of the channel which can be heated by the temperature change.

도 13 a) 및 13 b)는 도 5a) 및 도 5 b)와 유사하게, 인장 하중 동안 생성되는 성형 부품에서 발생하는 인장력 및 본 발명에 따른 방법으로 제조된 구성요소에서의 섬유 분포를 재차 비교한 것을 나타낸 것이다. 최대 인장력 (13b)이 발생하는 위치에서 상기 섬유 배향 (13a)이 정확하게 인장력을 따라 실시되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 상기 섬유는 발생하는 인장 응력을 최적으로 흡수할 수 있다.Figs. 13 a) and 13 b) are similar to Figs. 5 a) and 5 b), again comparing the tensile force generated in a molded part produced during a tensile load and the fiber distribution in a component produced by the method according to the invention . It can be confirmed that the fiber orientation 13a is accurately performed along the tensile force at the position where the maximum tensile force 13b is generated. Therefore, the fibers can absorb the generated tensile stress optimally.

도 14는 본 명세서에서 섬유 배향 방법으로 지칭되는 본 발명에 따른 방법 동안에 발생하는 섬유 분포를 나타낸 것이다. 섬유 분포의 산출은 게이트 위치 반대편의 변온으로 가열 가능한 채널의 영역에서 실시되는 위치에 의해 실시될 수 있다. 도 14의 좌측에 도시된 검은 점은 결정 위치를 나타낸 것이다. 이 위치에서 국소 좌표계, 즉 변온 채널의 궤적에 대한 접선에 의해 생성되는 고려된 x-성분은 주요 인장 하중 방향과 일치한다. 종래의 제조방법에 의하면, x-방향 또는 y-방향의 섬유 배향에 대하여 본질적으로 등방성(isotropic)인 섬유 분포가 실시되는 것을 확인할 수 있다. 상기 섬유는 주로 이 위치에서 y-방향으로 배향되는 반면, x-방향에서 섬유의 상응하는 배향은 단지 종속적인 의미를 갖는다.Figure 14 shows the fiber distribution that occurs during the method according to the present invention, referred to herein as the fiber orientation method. The calculation of the fiber distribution can be carried out by a position which is carried out in the region of the channel which can be heated by the temperature of the opposite side of the gate position. The black point shown on the left side of FIG. 14 indicates the crystal position. At this location, the considered x-component produced by the local coordinate system, that is, the tangent to the trajectory of the temperature-transition channel, coincides with the direction of the main tensile load. According to the conventional manufacturing method, it is confirmed that a fiber distribution which is isotropic is essentially applied to the fiber orientation in the x- or y-direction. The fibers are mainly oriented in the y-direction at this location, while the corresponding orientation of the fibers in the x-direction has only a subordinate meaning.

도 14에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 방법은 x-방향에서의 섬유 분포가 명백하게 최상부가 되는 것을 달성할 수 있으며, 즉 x-방향에서의 측정된 곳에서의 섬유가 현저하게 이방성 분포를 갖고, 섬유의 주요 부분은 주로 x-방향으로 배향된다. 따라서, 이 위치에서의 상기 섬유는 구성요소에서 발생하는 인장력을 흡수하기 위해 최적으로 배향된다.As can be seen from Fig. 14, the method according to the invention can achieve that the fiber distribution in the x-direction is clearly at the top, that is, the fibers in the measured in the x-direction have a significantly anisotropic distribution , The major part of the fibers being oriented mainly in the x-direction. Thus, the fibers at this position are optimally oriented to absorb the tensile forces generated in the component.

도 15는 공지 기술에 따라 상기 제조된 구성요소(도 15 a)) 및 본 발명에 따른 방법에 따라 제조된 구성요소(도 15 b))에 대한 시뮬레이션 테스트 결과를 나타낸 것이다. 이 테스트에서, 도 1에 나타낸 것과 같이, 성형 부품의 좁은 면에는 1,350N의 인장 하중이 적용되고, 성형 부품에 표시된 힘이 가해진다.15 shows the results of a simulation test on the component (Fig. 15a) manufactured according to the known technique and the component manufactured according to the method according to the invention (Fig. 15b)). In this test, as shown in Fig. 1, a tensile load of 1,350 N is applied to the narrow side of the molded part, and the force indicated on the molded part is applied.

접합선을 갖는 도 15 a)에 따른 표준 변형 및 도 15 b)에 따른 정렬된 접합선을 갖는 변온 변형을 유한 요소(FE) 산출로 서로 비교하였다. FE 산출은 사출 성형 시뮬레이션의 섬유 방향과 파괴 기준(failure criterion)을 갖는 이방성 물질 모델을 고려하여 구현하였다. 한쪽 면에는 구멍이 있는 시트(넓이 100x75x3mm, 직경 30mm)가 모든 방향으로 고정되었지만, 반대쪽 면에는 표면에 수직인 힘을 외부에서 가하였다. 산출 결과, 7,965N의 접합선을 갖는 표준 변형 모델 및 12,015N의 정교한 접합선을 갖는 변온 변형 모델의 파과를 보였다. 이는 51%의 개선을 나타낸다.The standard strain according to FIG. 15 a) and the thermoform strain with the aligned line according to FIG. 15 b) with the bond line were compared with each other by finite element (FE) calculation. The FE calculation was implemented considering the anisotropic material model with fiber orientation and failure criterion in the injection molding simulation. On one side a sheet with holes (100x75x3 mm wide, 30 mm in diameter) was fixed in all directions, while the other side was externally applied with a force perpendicular to the surface. The results show the breakthrough of the standard deformation model with 7,965N seams and the thermodynamic deformation model with the fine seams of 12,015N. This represents an improvement of 51%.

도 15의 두 개의 도면은 모두 1,350N으로 하중이 가해지는 동안 사용된 파괴 기준의 등고선 선도를 나타낸다. 범례는 안전 계수(safety factor)의 역수를 나타낸다. 예를 들어, 0.112의 값은 1/0.112=8.9의 하중으로 인한 파괴에 대한 안전을 의미한다. 접합선을 갖는 표준 변형은 상기 접합선이 잠재적인 파괴 영역인 반면, 정련된 접합선을 갖는 변온 변형은 더 이상 접합선을 나타내지는 않지만 오히려 전체의 두 개의 노치(notch) 영역이 잠재적인 파괴 영역을 나타낸다.Both FIGS. 15A and 15B show a contour line diagram of the failure criterion used while the load is applied at 1,350N. The legend represents the reciprocal of the safety factor. For example, a value of 0.112 means safety against fracture due to a load of 1 / 0.112 = 8.9. The standard deformation with a joining line indicates that the joining line is a potential failure region, while the thermoforming with refined joining lines no longer exhibits a joining line, but rather two entire notch regions represent potential failure regions.

D: 구성요소 내 브레이크스루
F: 구성요소에 가해지는 힘
K: 사출 금형 캐비티
A: 게이트 위치
WL: 접합선
VK: 변온 채널

Figure pat00018
: 나머지 금형 벽
F1: 유입; 브레이크스루 D를 중심으로 원으로 유도되는 변온 채널로 플라스틱 물질 용융물을 공급하는 변온 채널의 일부
F2: 유출; 브레이크스루 D를 중심으로 원으로 유도되는 변온 채널에서 플라스틱 물질 용융물을 받아 변온 채널의 일부분을 통과하여 오버플로우
Figure pat00019
에 공급하는 변온 채널의 일부
Figure pat00020
: 오버플로우 개구
Figure pat00021
: 오버플로우 용량
HR: 가열 채널D: Break through in component
F: force applied to the component
K: Injection mold cavity
A: Gate position
WL: Crimp line
VK: Transient channel
Figure pat00018
: Remaining mold wall
F 1 : Inflow; A part of the temperature-dependent channel that supplies the melted plastic material to the circulation-induced temperature channel centered on the brake through D
F 2 : effluent; The melted plastic material is received in the circularly-directed thermo-chan- nel centered on the brake-thru D,
Figure pat00019
A part of the temperature-changing channel
Figure pat00020
: Overflow opening
Figure pat00021
: Overflow capacity
HR: heating channel

Claims (24)

사출 성형에 의해 강화 섬유를 포함하는 열가소성 성형 화합물로부터 성형 부품을 제조하는 방법으로써,
사출 금형 캐비티(cavity)가 규정된 온도 θFM로 가열되며, 가소화 상태로 존재하고 강화 섬유를 포함하는 열가소성 성형 화합물로 규정된 충진 레벨까지 과충진되거나, 완전히 충진되거나, 부분적으로 충진되며, 사출 금형 캐비티는 궤적을 따라 연장되는 하나 이상의 변온(variotherm)으로 가열 가능한 채널을 가지는 하나 이상의 벽을 가지며,
사출 금형의 충진 이전, 충진 동안 및/또는 충진 이후에, 영구적으로 또는 적어도 일시적으로 벽의 하나 이상의 변온 채널을 갖는 사출 금형의 영역이 온도 θVT로 설정되고 사출 금형의 벽의 나머지 영역이 온도 θW로 설정되며, θWVT이고,
규정된 충진 레벨까지 과충진되거나, 완전히 충진되거나, 부분적으로 충진된 이후에, 강화 섬유를 포함하는 열가소성 성형 화합물이 고화될 때까지 냉각시키고,
고화된 성형 부품을 사출 금형으로부터 이형시키는, 방법.
As a method for producing a molded part from a thermoplastic molding compound containing reinforcing fibers by injection molding,
The injection mold cavity is heated to the prescribed temperature &amp;thetas; FM , filled in the plasticized state to the filling level defined by the thermoplastic molding compound containing the reinforcing fibers, completely filled, partially filled, The mold cavity has one or more walls having channels that can be heated by one or more variotherms extending along the locus,
The region of the injection mold having one or more temperature change channels permanently or at least temporarily temporally is set to the temperature &amp;thetas; VT and the remaining region of the wall of the injection mold is at a temperature &lt; RTI ID = is set to be W, θ WVT,
After the filler is filled to the specified filling level, fully filled, or partially filled, the thermoplastic molding compound containing the reinforcing fibers is cooled until solidified,
And the solidified molded part is released from the injection mold.
제 1항에 있어서,
사출 금형이 과충진되고, 바람직하게는 오버플로우 캐비티에서 각각 종료되는 하나 이상의 오버플로우 개구부를 가지며, 각각의 오버플로우 캐비티는 사출 금형 캐비티와 유체 연통(fluidic communication)되고, 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널이 사출 금형의 게이트 위치에서 시작하여 하나 이상의 오버플로우 개구부까지 유도되어, 사출 금형이 과충진되는 경우에, 열가소성 성형 화합물이 사출 금형 캐비티 밖으로 빠져나올 수 있고 하나 이상의 오버플로우 개구부를 통해 각각의 오버플로우 캐비티 내로 진입되는, 방법.
The method according to claim 1,
Each of the overflow cavities being in fluidic communication with an injection mold cavity and having one or more overflow openings that are overfilled with one or more heat transfer channels, Starting at the gate position of the injection mold and leading to the at least one overflow opening such that when the injection mold is overfilled, the thermoplastic molding compound can escape out of the injection mold cavity and through each of the overflow openings, Into the cavity.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
사출 금형의 과충진이 수행되어
5 내지 100부피%, 바람직하게는 10 내지 70부피% 및 특히 바람직하게는 15 내지 50부피%의 사출 금형 캐비티의 부피가 과충진되고,
완전히 충진된 이후에, 과충진이 시작되기 이전에 2 내지 60초의 대기시간이 유지되고, 대기시간 동안 바람직하게는 벽에 하나 이상의 변온 채널을 갖는 사출 금형 영역에서의 온도 θVT 상승되고/상승되거나 사출 금형의 벽에 나머지 영역에서의 온도 θW 낮아지고/낮아지거나,
과충진이 2 내지 60초의 시간 범위 동안 지속되는 것을 특징으로 하는, 방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
Overfilling of the injection mold is performed
5 to 100% by volume, preferably 10 to 70% by volume and particularly preferably 15 to 50% by volume of the injection mold cavity is overfilled,
After full filling, a waiting time of 2 to 60 seconds is maintained before over filling begins and during the waiting time the temperature &lt; RTI ID = 0.0 &gt; VT &lt; / RTI &gt; in the region of the injection mold with one or more temperature- The temperature &lt; RTI ID = 0.0 &gt; W &lt; / RTI &gt; in the remaining region on the wall of the injection mold Lowered / lowered,
And the filling lasts for a time range of 2 to 60 seconds.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
온도 차이 θWVT의 조정에 의해, 열가소성 성형 화합물 내에 강화 섬유의 배향(orientation)의 조정이 수행되며, 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널의 궤적을 따라 강화 섬유의 이방성 배양이 본질적으로 달성되는 것을 특징으로 하는, 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Adjustment of the orientation of the reinforcing fibers in the thermoplastic molding compound is performed by adjusting the temperature difference [theta] W < [theta] VT , and anisotropic cultivation of the reinforcing fibers is essentially achieved along the trajectory of the channel heatable by one or more temperatures &Lt; / RTI &gt;
제 4항에 있어서,
강화 섬유의 배향이 하나의 유한 체적(finite volume) 요소에 함유된 n개의 강화 섬유 군의 하기 배향 텐서(orientation tensor) (aij)에 의해 정의되고,
Figure pat00022

요소 aij는 하기와 같이 정의되며,
Figure pat00023

섬유의 배향이 배향 텐서 (aij)의 대각선 요소 a11, a22 및 a33에 의해 결정되고,
Figure pat00024
또는
Figure pat00025
는 각각 k번째 섬유에 평행하게 연장되는 길이 1의 벡터
Figure pat00026
성분을 나타내며,
Figure pat00027

벡터
Figure pat00028
는 로컬 좌표계에서 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널 영역에서 각각의 고려되는 유한 체적 요소를 나타내며,
x축은 각각의 고려되는 유한 체적 요소에서 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널의 궤적에 접선 방향으로 각각 고정되고,
y축은 x에 대하여 수직으로 배향되며,
z축은 x 및 y에 대하여 수직으로 배향되며,
각각의 주어진 유한 체적 요소에서 배향 텐서 (aij)의 요소 a11의 값이 0.5 이상, 바람직하게는 0.5 내지 0.98, 더욱 바람직하게는 0.6 내지 0.95, 더욱 바람직하게는 0.65 내지 0.9, 특히 0.7 내지 0.85인 경우에, 본질적으로 이방성 배향이 생성되는 것을 특징으로 하는, 방법.
5. The method of claim 4,
The orientation of the reinforcing fibers is defined by the following orientation tensor (a ij ) of the group of n reinforcing fibers contained in one finite volume element,
Figure pat00022

The element a ij is defined as follows,
Figure pat00023

The orientation of the fibers is determined by the diagonal elements a 11 , a 22 and a 33 of the orientation tensor (a ij )
Figure pat00024
or
Figure pat00025
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; A vector of length 1 extending in parallel
Figure pat00026
Lt; / RTI &gt;
Figure pat00027

vector
Figure pat00028
Represents each considered finite volume element in the channel region that is heatable to one or more of the temperature changes in the local coordinate system,
The x-axis is fixed in each tangential direction to the trajectory of the channel which can be heated to one or more of the thermo-energies in each considered finite volume element,
The y-axis is oriented perpendicular to x,
The z-axis is oriented perpendicular to x and y,
The value of the element a 11 of the orientation tensor (a ij ) in each given finite volume element is 0.5 or more, preferably 0.5 to 0.98, more preferably 0.6 to 0.95, more preferably 0.65 to 0.9, especially 0.7 to 0.85 , An essentially anisotropic orientation is produced.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
θVTG 또는 θVTK, 바람직하게는 θVTG≥10K 또는 θVTK≥10K이며, θG는 비정질(amorphous) 열가소성 성형 화합물의 유리 전이 온도를 의미하고 θK는 부분 결정질 열가소성 성형 화합물의 결정화 온도를 의미하며,
θVT =θFM±40K 및/또는
θVTW≥50K, 바람직하게는 θVTW≥100K인 것을 특징으로 하는, 방법.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
θ VT > θ G or θ VT > θ K , preferably θ VTG ≥10 K or θ VTK ≥10 K , θ G is the glass transition temperature of the amorphous thermoplastic molding compound and θ K is the crystallization temperature of the partially crystalline thermoplastic molding compound,
θ VT = θ FM ± 40 K and / or
? VT- ? W ? 50K, preferably? VT- ? W ? 100K.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널이 사출 금형 벽의 캐비티의 일 측면 또는 양 측면상에 형성되는 것을 특징으로 하는, 방법.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Characterized in that a channel which is heatable by one or more temperature changes is formed on one side or both sides of the cavity of the injection mold wall.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널 영역의 총합이 사출 금형 캐비티의 내부 표면의 1 내지 50%, 바람직하게는 3 내지 30%, 특히 바람직하게는 4 내지 20%, 특히 5 내지 10%로 구성되는 것을 특징으로 하는, 방법.
8. The method according to any one of claims 1 to 7,
Characterized in that the sum of the channel regions heatable by one or more of the temperature changes is comprised of 1 to 50%, preferably 3 to 30%, particularly preferably 4 to 20%, in particular 5 to 10%, of the inner surface of the injection mold cavity .
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
사출 금형이 제조되는 성형 부품에 갭을 발생시키는 하나 이상의 브레이크스루(breakthrough)를 가지며, 상기 브레이크스루는 예를 들어, 원형, 타원형, n각 형상을 가지며, n은 3 이상의 자연 정수인 것을 특징으로 하는, 방법.
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
Characterized in that it has at least one breakthrough which generates a gap in the molded part from which the injection mold is manufactured, said breakthrough having, for example, a circular, elliptic, n-angular shape, , Way.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널이 하나 이상의 브레이크스루, 바람직하게는 각각의 브레이크스루에 대해 원주 형태로 완전히 또는 적어도 부분적으로 연장되는 방식으로 형성되며, 각각의 브레이크스루를 둘러싸는 변온으로 가열 가능한 채널은 각각 사출 금형 벽의 캐비티의 일 측면 또는 양 측면상에 형성되는 것을 특징으로 하는, 방법.
10. The method according to any one of claims 1 to 9,
A channel which is heatable by one or more of the transforming temperatures is formed in such a way that it is wholly or at least partly extended in a circumferential form with respect to one or more breakthroughs, preferably each breakthrough, Each being formed on one side or both sides of the cavity of the injection mold wall.
제 10항에 있어서,
하나 이상의 브레이크스루에 대해 원주 형태로 완전히 또는 적어도 부분적으로 연장되는 방식으로 형성되는 하나 이상의 변온 채널이 유입 방향으로 하나 이상의 연결부(continutation) 및 유출 방향으로 하나 이상의 연결부를 가지며, 바람직하게는 유입 방향으로의 연결부가 사출 금형의 게이트 위치까지 계속되고/계속되거나 유출 방향으로의 연결부가 하나 이상의 오버플로우 개구부까지 계속되는 것을 특징으로 하는, 방법.
11. The method of claim 10,
Characterized in that at least one transition channel formed in a completely or at least partially extending manner in a circumferential form with respect to the at least one brake-thru has at least one connection in the inflow direction and at least one connection in the outflow direction, / RTI &gt; continuing to the gate position of the injection mold / continuing or the connection in the outflow direction continuing to at least one overflow opening.
제 11항에 있어서,
유입 방향으로의 연결부 및 유출 방향으로의 연결부가 브레이크스루 돌출부에서 서로 오프셋되어 배치되고, 바람직하게는 서로 120° 이상으로 오프셋되어 배치되며, 특히 서로 180°±10°로 오프셋되어 배치되는 것을 특징으로 하는, 방법.
12. The method of claim 11,
The connecting portion in the inflow direction and the connecting portion in the outflow direction are arranged offset from each other at the breakthrough protrusions, preferably offset from each other by 120 DEG or more, and particularly offset from each other by 180 DEG +/- 10 DEG How to.
제 11항 또는 제 12항에 있어서,
제조되는 성형 부품이 사용될 때 주요 인장 하중 방향을 가지며, 유입 방향으로의 연결부 및 유출 방향으로의 연결부는 각각 브레이크스루 돌출부에서 서로 독립적인 방향을 가지며, 이는 주요 인장 하중 방향으로부터 60° 이하, 바람직하게는 50° 이하, 더욱 바람직하게는 40° 이하, 특히 30° 이하로 벗어난 것을 특징으로 하는, 방법.
13. The method according to claim 11 or 12,
The joint portions in the inflow direction and the joint portions in the outflow direction each have an independent direction from each other at the breakthrough protrusions, which is not more than 60 DEG from the main tensile load direction, Is less than 50 DEG, more preferably less than 40 DEG, especially less than 30 DEG.
제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
a) 열가소성 성형 화합물은 하나 이상의 열가소성 매트릭스 폴리머 또는 2개 이상의 열가소성 매트릭스 폴리머의 혼합물을 포함하거나 이들로 이루어지며, 열가소성 성형 화합물 내에 강화 섬유가 분산된 상태로 존재하고, 하나 이상의 매트릭스 폴리머가 바람직하게는 폴리아미드 이미드, 폴리에테르 아미드 및 폴리에스테르 아미드를 포함하는 폴리아미드; 폴리카보네이트; 폴리올레핀, 특히 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리스티렌 또는 폴리비닐 클로라이드(PVC); 폴리아크릴레이트, 특히 폴리아크릴산 에스테르, 예를 들어, 폴리-메틸(메트)아크릴레이트; 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머, 아크릴로니트릴-스티렌 코폴리머; 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리사이클로헥실렌 테레프탈레이트, 폴리설폰(특히 PSU, PESU, PPSU 타입), 폴리페닐렌 설파이드; 폴리에테르, 특히 폴리옥시메틸렌, 폴리페닐렌 에테르 및 폴리페닐렌 옥사이드, 액체-결정 폴리머; 폴리에테르 케톤; 폴리에테르 에테르 케톤; 폴리이미드; 폴리에스테르 이미드, 폴리에테르 에스테르 아미드; 폴리우레탄, 특히 TPU 또는 PUR 타입; 폴리실록산; 셀룰로이드 및 이의 혼합물 또는 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
b) 강화 섬유는 유리 섬유, 탄소 섬유 및 티타늄 위스커로 이루어진 군으로부터 선택되며, 특히 원형 또는 평면 횡단면 및/또는 0.2 내지 20mm의 길이 및/또는 5 내지 20㎛의 직경을 가지며/가지거나,
c) 열가소성 성형 화합물 내에 강화 섬유의 중량비는 5 내지 80중량%, 바람직하게는 20 내지 70중량%인 것을 특징으로 하는, 방법.
14. The method according to any one of claims 1 to 13,
a) the thermoplastic molding compound comprises or consists of one or more thermoplastic matrix polymers or a mixture of two or more thermoplastic matrix polymers, wherein the reinforcing fibers are present in a dispersed state in the thermoplastic molding compound, and wherein the one or more matrix polymers are Polyamides including polyamide imides, polyether amides and polyester amides; Polycarbonate; Polyolefins, in particular polyethylene, polypropylene and polystyrene or polyvinyl chloride (PVC); Polyacrylates, especially polyacrylic esters, such as poly-methyl (meth) acrylate; Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers, acrylonitrile-styrene copolymers; Polyesters, especially polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate or polycyclohexylene terephthalate, polysulfone (especially PSU, PESU, PPSU type), polyphenylene sulfide; Polyethers, especially polyoxymethylene, polyphenylene ethers and polyphenylene oxides, liquid-crystalline polymers; Polyether ketones; Polyether ether ketone; Polyimide; Polyester imide, polyetheresteramide; Polyurethanes, in particular TPU or PUR type; Polysiloxanes; Celluloid, and mixtures or combinations thereof,
b) the reinforcing fibers are selected from the group consisting of glass fibers, carbon fibers and titanium whiskers, and in particular have a circular or plan cross section and / or a length of from 0.2 to 20 mm and / or a diameter of from 5 to 20 탆,
c) the weight ratio of reinforcing fibers in the thermoplastic molding compound is from 5 to 80% by weight, preferably from 20 to 70% by weight.
제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
a) 100 내지 10,000Hz의 전단 속도의 경우에서 ISO 11443에 따라 측정된 열가소성 성형 화합물의 전단 점도는 바람직하게는 10 내지 10,000Pas의 범위, 특히 바람직하게는 20 내지 3,000Pas의 범위 및 매우 특히 바람직하게는 30 내지 1,000Pas의 범위이며,
b) 이는 조정되고/조정되거나
c) 열가소성 성형 화합물이 사출 금형 캐비티 내로 50 내지 2,000bar의 압력으로 주입되는 것을 특징으로 하는, 방법.
15. The method according to any one of claims 1 to 14,
a) The shear viscosity of the thermoplastic molding compounds measured according to ISO 11443 in the case of a shear rate of 100 to 10,000 Hz is preferably in the range of 10 to 10,000 Pas, particularly preferably in the range of 20 to 3,000 Pas, Is in the range of 30 to 1,000 Pas,
b) It may be adjusted / adjusted
c) the thermoplastic molding compound is injected into the injection mold cavity at a pressure of 50 to 2,000 bar.
제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조되고 강화 섬유로 충진되는 열가소성 성형 화합물로 제조되는 성형 부품으로써, 강화 섬유가 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널과 일치하는 영역에서 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널의 궤적을 따라 제조 방법 동안 강화 섬유의 본질적인 이방성 배향을 갖는 것을 특징으로 하는, 성형 부품.A molded part made of a thermoplastic molding compound made by a process according to any one of claims 1 to 15 and filled with reinforcing fibers, characterized in that the reinforcing fiber has at least one transition temperature Characterized in that it has an intrinsic anisotropic orientation of the reinforcing fibers during the manufacturing process along the locus of the channels which can be heated by the heating means. 제 16항에 있어서,
강화 섬유의 배향이 하나의 유한 체적 요소에 함유된 n개의 강화 섬유 군의 하기 배향 텐서 (aij)에 의해 정의되고,
Figure pat00029

요소 aij는 하기와 같이 정의되며,
Figure pat00030

섬유의 배향이 배향 텐서 (aij)의 대각선 요소 a11, a22 및 a33에 의해 결정되고,
Figure pat00031
또는
Figure pat00032
는 각각 k번째 섬유에 평행하게 연장되는 길이 1의 벡터
Figure pat00033
성분을 나타내며,
Figure pat00034

벡터
Figure pat00035
는 로컬 좌표계에서 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널 영역에서 각각의 고려되는 유한 체적 요소를 나타내며,
x축은 각각의 고려되는 유한 체적 요소에서 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널의 궤적에 접선 방향으로 각각 고정되고,
y축은 x에 대하여 수직으로 배향되며,
z축은 x 및 y에 대하여 수직으로 배향되며,
각각의 주어진 유한 체적 요소에서 배향 텐서 (aij)의 요소 a11의 값이 0.5 이상, 바람직하게는 0.5 내지 0.98, 더욱 바람직하게는 0.6 내지 0.95, 더욱 바람직하게는 0.65 내지 0.9, 특히 0.7 내지 0.85인 경우에, 본질적으로 이방성 배향이 생성되는 것을 특징으로 하는, 성형 부품.
17. The method of claim 16,
The orientation of the reinforcing fibers is defined by the following orientation tensor (a ij ) of the n reinforcing fibers contained in one finite volume element,
Figure pat00029

The element a ij is defined as follows,
Figure pat00030

The orientation of the fibers is determined by the diagonal elements a 11 , a 22 and a 33 of the orientation tensor (a ij )
Figure pat00031
or
Figure pat00032
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; A vector of length 1 extending in parallel
Figure pat00033
Lt; / RTI &gt;
Figure pat00034

vector
Figure pat00035
Represents each considered finite volume element in the channel region that is heatable to one or more of the temperature changes in the local coordinate system,
The x-axis is fixed in each tangential direction to the trajectory of the channel which can be heated to one or more of the thermo-energies in each considered finite volume element,
The y-axis is oriented perpendicular to x,
The z-axis is oriented perpendicular to x and y,
The value of the element a 11 of the orientation tensor (a ij ) in each given finite volume element is 0.5 or more, preferably 0.5 to 0.98, more preferably 0.6 to 0.95, more preferably 0.65 to 0.9, especially 0.7 to 0.85 , An essentially anisotropic orientation is produced.
사출 성형에 의해 강화 섬유를 포함하는 열가소성 성형 화합물로 제조되는 성형 부품을 제조하기 위한 사출 금형으로써,
제조되는 성형 부품의 외부 기하학적 형상을 재현하는 캐비티를 둘러싸도록 조립된 2개 이상의 부분 금형을 포함하며, 가소화 상태로 존재하고 강화 섬유를 포함하는 열가소성 성형 화합물로 캐비티를 충진하기 위한 하나 이상의 주입구가 하나 이상의 부분 금형(게이트 위치)에 제공되며,
하나 또는 전체의 부분 금형에서, 부분 금형 또는 캐비티를 한정하는 금형 벽에 형성되는 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널을 포함하는, 사출 금형.
An injection mold for producing a molded part made of a thermoplastic molding compound containing reinforcing fibers by injection molding,
At least one injection port for filling the cavity with a thermoplastic molding compound that is in a plasticized state and is comprised of reinforcing fibers, the at least one injection mold comprising: Is provided in one or more partial molds (gate positions)
Wherein one or more partial molds include channels that are heatable to one or more of the transition temperatures formed in a mold wall defining a partial mold or cavity.
제 18항에 있어서,
부분 금형 모두가 제조되는 성형 부품에 갭을 발생시키는 하나 이상의 브레이크스루를 가지며,
하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널이 하나 이상의 브레이크스루에 대해 원주 형태로 완전히 또는 적어도 부분적으로 연장되는 방식으로 형성되며, 유입 방향으로의 연결부 및 유출 방향으로의 연결부를 가지며,
유입 방향으로의 연결부 및 유출 방향으로의 연결부는 브레이크스루 돌출부에서 서로 오프셋되어 배치되며, 바람직하게는 서로 120° 이상으로 오프셋되어 배치되며, 특히 브레이크스루의 반대 측면에 배치되는 것을 특징으로 하는, 사출 금형.
19. The method of claim 18,
All of the partial molds have at least one breakthrough which generates a gap in the molded part from which the mold is manufactured,
A channel which is heatable by one or more of the temperature changes is formed in such a way that it completely or at least partly extends in a circumferential form with respect to the one or more breakthroughs and has a connection in the inflow direction and a connection in the outflow direction,
Characterized in that the connecting portion in the inflow direction and the connecting portion in the outflow direction are arranged offset from each other at the breakthrough protrusions and are preferably disposed offset from each other by 120 DEG or more and in particular on the opposite side of the brake- mold.
제 18항 또는 제 19항 중 어느 한 항에 있어서,
제조되는 성형 부품이 사용될 때 주요 인장 하중 방향을 가지며, 유입 방향으로의 연결부 및 유출 방향으로의 연결부는 각각 브레이크스루 돌출부에서 주요 인장 하중 방향으로부터 60° 이하, 바람직하게는 50° 이하, 더욱 바람직하게는 40° 이하, 특히 30° 이하로 벗어난 방향을 갖는 것을 특징으로 하는, 사출 금형.
20. The method according to any one of claims 18 to 19,
The connecting portion in the inflow direction and the connecting portion in the outflow direction are respectively formed at the breakthrough protrusions by 60 degrees or less, preferably 50 degrees or less, more preferably 50 degrees or less from the main tensile load direction, Has a direction of less than 40 degrees, in particular less than 30 degrees.
제 18항 또는 제 20항 중 어느 한 항에 있어서,
사출 금형이 캐비티와 유체 연통되는 하나 이상의 오버플로우 개구부를 가지며, 사출 금형이 과충진되는 경우에, 열가소성 성형 화합물이 캐비티, 오버플로우 개구부, 더욱 바람직하게는 각각의 오버플로우 캐비티 내로의 개구부로 유동될 수 있는 것을 특징으로 하는, 사출 금형.
21. The method according to any one of claims 18 to 20,
Wherein the injection mold has one or more overflow openings in fluid communication with the cavity such that when the injection mold is overfilled, the thermoplastic molding compound flows into the cavity, the overflow opening, and more preferably into the opening into the respective overflow cavity Wherein the injection mold comprises a plurality of injection molds.
제 18항 또는 제 21항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널이 사출 금형의 게이트 위치에서 시작하고, 바람직하게는 하나 이상의 오버플로우 개구부에서 종료되는 것을 특징으로 하는, 사출 금형.
22. The method according to any one of claims 18 to 21,
Characterized in that the channel which can be heated by one or more temperature changes starts at the gate position of the injection mold and preferably ends at one or more overflow openings.
제 18항 또는 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,
유입 방향으로의 연결부가 사출 금형의 게이트 위치까지 계속되고/계속되거나 유출 방향으로의 연결부가 오버플로우 개구부까지 계속되는 것을 특징으로 하는, 사출 금형.
23. The method according to any one of claims 18 to 22,
Characterized in that the connection in the inflow direction continues to the gate position of the injection mold and / or the connection in the outflow direction continues to the overflow opening.
제 18항 또는 제 23항 중 어느 한 항에 있어서,
a) 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널 영역의 총합이 사출 금형 캐비티의 내부 표면의 1 내지 50%, 바람직하게는 3 내지 30%, 특히 바람직하게는 4 내지 20%, 특히 5 내지 10%로 구성되며/구성되거나
b) 하나 이상의 변온으로 가열 가능한 채널이 바람직하게는 일정한 폭을 갖는 변온으로 가열 가능한 스트립으로 형성되며, 상기 폭은 바람직하게는 0.2 내지 30mm, 바람직하게는 0.5 내지 10mm인 것을 특징으로 하는, 사출 금형.
24. The method according to any one of claims 18 and 23,
a) the sum of the channel areas heatable by one or more of the temperature changes is comprised between 1 and 50%, preferably between 3 and 30%, particularly preferably between 4 and 20%, in particular between 5 and 10% of the internal surface of the injection mold cavity / Configured
b) a channel which is heatable by one or more thermocouples is formed into a strip which is preferably heatable at a temperature which has a constant width, said width being preferably 0.2 to 30 mm, preferably 0.5 to 10 mm. .
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